Процесс пьезоэлектрического керамического физического механизма

Пьезоэлектрическая керамика - это поликристаллическая пленка с пьезоэлектрическим эффектом, а ее производственный процесс назван в честь аналогичного производственного процесса (пульверизация сырья, литья, высокотемпературное спекание). Некоторые анизотропные пьезо -кристаллы подвергаются деформации при механической силе, вызывая относительно перемещение заряженных частиц,Материал PZT Пьезой керамический дискприводит к положительным и отрицательным зарядам на поверхности пьезо -кристалла. Это явление называется пьезоэлектрическим эффектом. Это свойство кристалла называется пьезоэлектричеством. Пьезоэлектричество была обнаружена в 1880 году Дж. Кюри и П. Кюри Братья. Несколько месяцев спустя они экспериментально проверяли обратный пьезоэлектрический эффект, то есть, когда напряжение применяется на пьезо -кристалл, пьезо -кристалл будет подвергаться геометрической деформации. До 1940 года были известны только два типа сегнетоэлектриков (не только самопроизвольно поляризованные в определенном температурном диапазоне, но и спонтанную поляризация кристаллов, которые могут быть переориентированы из -за внешнего поля): один - остальная часть и некоторые тесно связанные тартрат; Одним из них является дигидрофосфат калия и его эквивалент. Первый обладает пьезоэлектричеством при нормальной температуре и имеет техническое использование, но имеет недостаток в том, что его легко растворить; Последнее имеет пьезоэлектричество при низкой температуре (меньше -14 C), а значение для технического использования не является большим. Было обнаружено, что Titanate Barium (Batio) имеет аномально высокую диэлектрическую постоянную между 1942 и 1945 годами. Вскоре оно было обнаружено пьезоэлектрическим, а открытие бати -пьезоэлектрической керамики было квантовым скачком в пьезоэлектрических материалах. Ранее был только пьезоэлектрический монокристаллический материал, и после этого появился пьезоэлектрический поликристаллический материал, пьезоэлектрическая керамика и широко использовалась. В 1947 году Соединенные Штаты использовали керамику Batio, чтобы сделать пикапы для фонографов. Япония использовала его на два года позже, чем Соединенные Штаты. Batio имеет невыгодное положение, что пьезоэлектричество слабее, чем покоящаяся соль, а пьезоэлектричество больше, чем пьезо -кварцевый кристалл с температурой. В 1954 году Б. Джаффе и другие обнаружили пьезоэлектрическую систему твердых решений PBZRO-PBTIO (PZT), которая является эпохальным событием, которое сделало невозможным изготовление устройств в эпоху Batio. С тех пор была разработана прозрачная пьезоэлектрическая керамика PZT, чтобы расширить применение пьезоэлектрической керамики на область оптики. До сих пор применение пьезоэлектрической керамики, от развития вселенной до жизни семьи, чрезвычайно обширно. Исследования Китая по пьезоэлектрической керамике начались в конце 1950 -х годов, примерно на 10 лет позже, чем зарубежные страны. В настоящее время в испытательном производстве и промышленном производстве пьезоэлектрической керамики существуют довольно сильные силы. Многие материалы достигли или близки к международному уровню.

Физический механизм пьезокерамической пьезоэлектричества

Пьезоэлектрическая керамика - это поликристаллы, пьезоэлектричество которых можно объяснить пьезоэлектричествомПьезоэлектрические диски кристаллАнкет Под действием механической силы общий электрический дипольный момент (поляризация) изменяется, что приводит к пьезоэлектрическому явлению. Пьезоэлектричество тесно связана с поляризацией, деформацией.

Микроскопический механизм поляризации
Состояние поляризации - это состояние, в котором электрическое поле оказывает относительную силу смещения на заряженную точку диэлектрика, и временный баланс взаимного притяжения между зарядами. Есть три основных механизма поляризации.

(1) Поляризация смещения электронов - атом или ион диэлектрика не совпадает с центром отрицательного заряда положительно заряженного ядра и оболочки электрона под действием силы электрического поля.
(2) Поляризация смещения Iong - положительные и отрицательные ионы диэлектрика относительно смещены при действии силы электрического поля, что создает электрический дипольный момент.
(3) Поляризация ориентации - полярные молекулы, которые составляют диэлектрик, имеют определенный внутренний (присущий) электрический момент. Из -за теплового движения ориентация неупорядочена, общий электрический момент равен нулю. Когда применяется электрическое поле, направление электрического поля выровнено и появляется макроскопический электрический дипольный момент.
Для анизотропных кристаллов связь между поляризацией и электрическим полем

2. Пьезоэлектрический эффект

(1) положительный пьезоэлектрический эффект
КогдаPeizoelectric Discs Ceramic Transducerдеформируется внешней силой, положительные и отрицательные центры заряда относительно смещены, и противоположные заряды генерируются на некоторых соответствующих лицах, и возникает интенсивность поляризации. Это явление отсутствия электрического поля и поляризации путем деформации называется положительным пьезоэлектрическим эффектом.

Для анизотропных кристаллов напряжение наносится на пьезо -кристалл, а кристалл будет демонстрировать пропорциональную поляризацию в трех направлениях x, y и z, которые называются постоянной пьезоэлектрического напряжения и постоянной пьезоэлектрического деформации, соответственно.

(2) обратный пьезоэлектрический эффект
Когда к кристаллу применяется электрическое поле, генерируется не только поляризация, но и деформация, а это явление деформации с помощью электрического поля называется обратным пьезоэлектрическим эффектом. Это связано с тем, что когда кристалл подвергается электрическому полю, напряжение (пьезоэлектрическое напряжение) генерируется внутри кристалла, а пьезоэлектрический деформация генерируется напряжением.
.
3. Механизм эффекта давления

Пьезоэлектрический эффект был впервые обнаружен на пьезо -кристаллах. Теперь мы используем кристаллы материала PZT в качестве модели, чтобы проиллюстрировать физический механизм пьезоэлектрического эффекта.

Когда не оказывается давление, распределяются положительные и отрицательные центры заряда пьезо -кристалла. В настоящее время центры положительного и отрицательного заряда совпадают, а общий электрический момент кристалла пьезо равен нулю, а поверхность кристалла не заряжена (не пьезоэлектрическая).

Когда датчик давления применяется в направлении x, кристалл материала деформируется, а положительные и отрицательные центры заряда разделяются, то есть электрический дипольный изменение, так что накопление заряда происходит на плоскости X.
Когда давление оказывается в направлении оси y, здесь показано распределение положительных и отрицательных центров заряда кристалла, когда общий момент электрического диполя меняется и вызывает накопление заряда на плоскости X, противоположной передней части. Очевидно, что он заменяет предыдущую силу сжатия растягивающей силой, указывает на то, что знак заряда полностью изменен. Короче говоря, когда датчик давления нанесен на пьезоэлектрический кристалл, может быть вызван пьезоэлектрический эффект.