成都供應(yīng)超聲波傳感器廠家
發(fā)布時(shí)間：2024-07-04 01:09:56
成都供應(yīng)超聲波傳感器廠家
制造單層壓電元件的基本技術(shù)是使用噴霧干燥的顆粒材料壓制成型體。這是通過(guò)使用高達(dá)1 MN壓縮力的高容量壓力機(jī)實(shí)現(xiàn)的?？紤]到燒結(jié)收縮，或者加工過(guò)量，成型體要么是真實(shí)尺寸的，要么在燒結(jié)后除去，以達(dá)到所需的精度。通過(guò)使用高產(chǎn)量的內(nèi)側(cè)鋸切設(shè)備，可以制造非常薄的壓電元件（盤、板、管等）。單層元件是只有一層壓電陶瓷組成的產(chǎn)品，其中導(dǎo)電金屬電極施加到兩個(gè)相對(duì)側(cè)。這些電極在材料極化期間使用（如磁性材料中那樣對(duì)準(zhǔn)電偶極子），并且還用作在使用期間施加電場(chǎng)的電觸點(diǎn)。單層壓電陶瓷元件是通過(guò)常規(guī)工藝將壓電陶瓷粉末進(jìn)行壓制而成，如單軸壓制、等靜壓和擠壓。
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1、自發(fā)極化。120℃以下，BaTiO3晶體結(jié)構(gòu)稍有畸變，為四方結(jié)構(gòu)，Ba2+和Ti4+相對(duì)于O2-產(chǎn)生了一個(gè)位移，結(jié)果導(dǎo)致正負(fù)電荷中心不重合，產(chǎn)生了極化。鐵電晶體中存在著自發(fā)極化方向不同的小區(qū)域，那些自發(fā)極化方向相同的區(qū)域稱為電疇。對(duì)于自發(fā)極化而言，從宏觀統(tǒng)計(jì)來(lái)看，晶體中存在著各個(gè)方向的自發(fā)極化，它們相互抵消，宏觀上對(duì)外不呈現(xiàn)極性。2、人工極化就是在上加一足夠高的直流電場(chǎng)，并保持一定的溫度和時(shí)間，迫使其電疇轉(zhuǎn)向，或者說(shuō)迫使其自發(fā)極化作定向排列。陶瓷中電疇在極化處理前后的變化情況。3、鐵電陶瓷，某些材料在一定溫度范圍內(nèi)具有自發(fā)極化。而且其自發(fā)極化可以因外電場(chǎng)的作用而轉(zhuǎn)向，材料的這種特性稱為鐵電性。具有這種特性的陶瓷材料稱為鐵電陶瓷。
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壓電陶瓷的壓電效應(yīng)是指某些介質(zhì)在力的作用下，產(chǎn)生形變，引起介質(zhì)表面帶電，這是正壓電效應(yīng)。反之，施加激勵(lì)電場(chǎng)，介質(zhì)將產(chǎn)生機(jī)械變形，稱逆壓電效應(yīng)。并非所有的陶瓷都具有壓電效應(yīng)。作為壓電陶瓷的原材料，在晶體結(jié)構(gòu)上一定是不具有對(duì)稱中心的晶體，如氧化鉛、氧化鋯、氧化鈦、碳酸鋇、氧化鈮、氧化鎂、氧化鋅等。在32種點(diǎn)群的晶體中，只有20種非中心對(duì)稱點(diǎn)群的晶體才有壓電效應(yīng)。將這些原材料在高溫下致密燒結(jié)，制成陶瓷，并將制好的陶瓷在直流高壓電場(chǎng)下進(jìn)行極化處理，才能成為壓電陶瓷。常用的壓電陶瓷有鈦酸鋇、鈦酸鉛、鋯鈦酸鉛以及三元系壓電陶瓷等。
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壓電陶瓷換能器在工業(yè)中還被廣泛用作水中導(dǎo)航、海洋探測(cè)、精密測(cè)量、超聲清洗、固體探傷以及醫(yī)學(xué)成像、超聲診斷等方面。當(dāng)今壓電超聲換能器的另一個(gè)應(yīng)用的領(lǐng)域是遙測(cè)和遙控系統(tǒng)，其具體應(yīng)用實(shí)例主要有：壓電陶瓷蜂鳴器、壓電點(diǎn)火器、超聲顯微鏡等。是利用壓電陶瓷的壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電能和聲能的相互轉(zhuǎn)化。壓電超聲換能器就是其中的一種，它是水下發(fā)射和接收超聲波的水聲器件。處于水中的壓電換能器在聲波的作用下，換能器兩端會(huì)感應(yīng)出電荷來(lái)，這就是聲波接收器;若在壓電陶瓷片上施加一個(gè)交變電場(chǎng)，就會(huì)時(shí)而變薄時(shí)而變厚，同時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，發(fā)射聲波，這就是超聲波發(fā)射器。
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安裝壓電陶瓷，使產(chǎn)生的位移軸線垂直于安裝表面。推薦使用基于環(huán)氧樹(shù)脂的粘合劑進(jìn)行壓電陶瓷的粘接。選擇高硬度的粘合劑，且允許使用非常薄的膠層，不損失壓電陶瓷產(chǎn)生的出力與位移。不要在壓電陶瓷的側(cè)面形成膠層。樹(shù)脂涂覆型壓電陶瓷由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，抵抗拉力的能力較弱，當(dāng)拉力作用于壓電陶瓷時(shí)，容易造成其斷裂。對(duì)壓電陶瓷施加恒定的預(yù)緊力，對(duì)于其抵御機(jī)械損傷是非常有效的。預(yù)緊力應(yīng)保持在壓電陶瓷出力的10%~25%范圍，取決于工作環(huán)境。作為參考，對(duì)于出力800N的壓電陶瓷，它能承受的扭力在0.3N·m或更小，可承受的拉力約50N或更小，該值僅供參考，不作準(zhǔn)則使用。
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壓電陶瓷超聲波換能器機(jī)械Q值高，振動(dòng)效率高，高振幅。耐熱性：壓電陶瓷材料的耐熱性好，可護(hù)大使用溫度范圍，同時(shí)Q值高，諧振阻抗小，發(fā)熱量小。產(chǎn)品外觀整潔，無(wú)銹蝕，無(wú)明顯凹陷和劃痕。換能器工作方式因加工方式和要求不同，換能器的工作方式大致可分為連續(xù)工作（花邊機(jī)，CD套機(jī)，拉鏈機(jī)，金屬焊接等）和脈沖式工作（如塑焊機(jī)），不同的工作方式對(duì)換能器的要求是不同的。一般而言，連續(xù)式工作幾乎沒(méi)有停頓時(shí)間，但工作電流不是很大，脈沖工作是間歇式的，有停頓，但瞬間電流很大。平均而言，兩種狀態(tài)的功率都很大的。