Что такое пьезоэлектрический материал и структура?

Пьезоэлектрический материал представляет собой специальный диэлектрический материал с пьезоэлектрическим эффектом и обратным пьезоэлектрическим эффектом. Пьезоэлектрический эффект является характеристикой некоторых пьезо -кристаллов, обнаруженных французскими П. Кюри и Братьями Дж. Кюри в 1880 году. Когда пьезоэлектрическая сила оказывает механическую силу (или давление высвобождения) в своем пьезоэлектрическом направлении, пьезоэлектрический корпус генерирует заряд и явление разряда. Это явление называется положительным пьезоэлектрическим эффектом. Электрическое поле, которое одно и то же (или противоположное) направлению поляризации вызывает два эффекта: обратный пьезоэлектрический эффект и электростриктивный эффект. Обратный пьезоэлектрический эффект, то есть диэлектрик механически деформируется внешним электрическим полем, а величина деформации пропорциональна величине приложенного электрического поля, а направление связано с направлением электрического поля. Электростриктивный эффект, то есть диэлектрическое полеМатериал PZT Пьезоэлектрическая керамикагенерировать деформацию из -за индуцированной поляризации, и величина деформации пропорциональна квадрату электрического поля, что не зависит от направления электрического поля. Обратный пьезоэлектрический эффект и электрострикционный эффект по сути являются результатом поляризации диэлектрического кристалла при действии внешнего электрического поля, а решетка искажается, и макроскопически появляется как механическое напряжение.

Пьезоэлектрическая керамика представляет собой пьезоэлектрическую керамику, полученную путем смешивания ингредиентов, спекания при высокой температуре и имеющей пьезоэлектрическую сборку после твердой фазовой реакции между частицами. Материал PZT может использоваться как чувствительный элемент, так и водительский элемент, и его можно встроить с другими материалами, чтобы сформировать композитный материал. Следовательно, он имеет широкий спектр применений, таких как обработка самолетов на крыльях самолетов и в системах вибрации. Активный контроль вибрации и шума для мониторинга здоровья конструкций в оборудовании.

2 структура PZT

Согласно современной теории структурной динамики, когда повреждения и дефекты возникают в оборудовании и конструкциях, таких как трещины, рыхлые болты и т. Д., Его жесткость и характеристики механического импеданса будут изменяться, что также приведет к изменениям в естественной частоте и режиме структура. Следовательно, степень повреждения может быть количественно задана на основе изменения механического импеданса. Однако механический динамический импеданс варьируется в зависимости от частоты и трудно измерить с помощью обычных методов. Использование самостоятельных и самоподобных характеристик пьезоэлектрического элемента, материал PZTПьезо круглые дискиможет одновременно действовать как водительский элемент и чувствительный элемент, чтобы возбудить структуру, чтобы получить динамический отклик структуры, тем самым установив мост между механическими характеристиками и электрической информацией, механическим динамическим импедансом информации. Изменения могут быть отражены простой измеренной электрической информацией. Когда определенное внешнее напряжение наносится на поверхность пьезоэлектрического керамического листа, на поверхности луча генерируется боковая поверхностная сила. Эти поверхностные силы будут привести к тому, что луча производит различные вибрации (когда верхний и нижний PZT подвергаются тому же напряжению, луч будет вибрировать продольно; когда наносится обратное напряжение, луч будет подвергаться изгибающим вибрациям). В свою очередь, вибрация приводит к деформации луча, а характеристики деформации могут быть отражены в виде электрических сигналов посредством чувствительных характеристик пьезоэлектрических керамических листов. Следовательно, динамические характеристики доступа пьезоэлектрических керамических листов, вставленных на структуре, могут отражать состояние повреждения структуры. В соответствии с эффектом пьезоэлектрической связи, и взаимодействия между PZT и структурой можно получить частотно-зависимое допуск (взаимный импеданс) может быть получено. Когда параметры и производительность PZT остаются постоянными, структурный импеданс однозначно определяет значение второго члена. Любое изменение пьезоэлектрического натрия соответствует структурному повреждению и дефектам, так что повреждение конструкции может быть идентифицировано по значению пьезоэлектрического натрия.

Из-за пьезоэлектрического эффекта и обратного пьезоэлектрического эффекта пьезоэлектрического элемента, пьезоэлектрический элемент имеет двойные функции вождения и зондирования, и эта функция может реализовать онлайн-режим и мониторинг здоровья в реальном времени.

Часть материала PZT подключена к источнику питания, генерирующим сигнал возбуждения через проволоку, а сигнал возбуждения (напряжение или заряд) применяется к материалу PZT через напряжение или источник питания с движением заряда, потому что материал PZT имеет Обратный пьезоэлектрический эффект, то есть деформация возникает при действии электрического поля из -за материала PZT встроена (или придерживается) основного материала, поэтому его собственная деформация будет передана в основной материал, а основной материал будет деформирован или перемещен вместе. В настоящее время PZT эквивалентен драйвере, и деформация генерируется путем получения сигнала возбуждения. Или упражнения, чтобы управлять базовым материалом. В то же время, какой -то материал PZT помещается на основной материал и не подключается к источнику питания, и эта деформация или движение передаются в материал PZT, когда базовый материал деформируется или перемещается. Из -за пьезоэлектрического эффекта материала PZT, внутри заряда генерируется заряд, а величина заряда варьируется в зависимости от величины деформации или движения. В настоящее время материал PZT эквивалентен датчику. Затем выходной сигнал датчика PZT измеряется и собирается измерительным устройством, а деформация или перемещение базового материала могут быть отражены в режиме реального времени и в Интернете, тем самым реализуя мониторинг здоровья в реальном времени и онлайн.