蘇州定制超聲波傳感器廠家
發(fā)布時間：2024-11-21 01:03:39
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壓電陶瓷換能器是一種具有壓電特性的電子陶瓷材料，與不含鐵電成分的典型壓電石英晶體的主要區(qū)別在于，構(gòu)成其主要成分的晶相都是鐵電晶粒。 因為陶瓷是具有隨機取向晶粒的多晶聚集體，所以每個鐵電晶粒的自發(fā)極化矢量也是迷失方向的。 為了使陶瓷表現(xiàn)出宏觀壓電特性，壓電陶瓷必須在燒制后在強直流電場中極化，端面經(jīng)受多個電極，從而原始無序取向的極化矢量優(yōu)先取向于電場方向，電場除去后，極化處理后的壓電陶瓷將保持一定的宏觀殘余極化強度，從而使陶瓷具有一定的壓力。
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壓電陶瓷按照組元分類：1. 單元系壓電陶瓷材料：鈦酸鋇陶瓷、鈦酸鉛陶瓷；2. 二元系壓電陶瓷材料：鋯鈦酸鉛陶瓷通常簡稱為PZT陶瓷，這種壓電陶瓷目前受到廣泛應(yīng)用；3. 三元系壓電陶瓷材料，通常是在具有鈣鈦礦性結(jié)構(gòu)的鋯鈦酸鉛{PbZrO3-PbTiO3}中二元系再增加第三種{化學(xué)通式為ABO3型}化合物而形成的三元系固溶體。所增加的第三種成分，它們的共同特點是在摻入PbZrO3-PbTiO3之中形成固溶體后不改變整個晶格的鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)。4. 多元系壓電陶瓷材料。按照特定應(yīng)用情況分類：用于電力轉(zhuǎn)換器的材料（超聲波應(yīng)用）；用于傳感器的材料（超聲波發(fā)射器和接收器）；用于啟動器的材料（定位或注射系統(tǒng)）；用于特殊應(yīng)用的材料。
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鈦酸鋇類（BaTiO3），原材料有二氧化鈦、碳酸鋇、碳酸鍶等；鋯鈦酸鉛類（PbZrTiO3），原材料有二氧化鈦、氧化鋯、氧化鉛、、碳酸鍶、氧化鈮、氧化鑭等；鈮鎂酸鉛類，原材料有氧化鈮、氧化鎂、氧化鉛、、碳酸鍶、氧化鑭等。電極是銀和低溫玻璃材料。當(dāng)電壓作用于壓電陶瓷時，便會隨電壓和頻率的變化產(chǎn)生機械變形。另一方面，當(dāng)振動壓電陶瓷時，則會產(chǎn)生一個電荷。利用這一原理，當(dāng)給由兩片壓電陶瓷或一片壓電陶瓷和一個金屬片構(gòu)成的振動器，所謂叫雙壓電晶片元件，施加一個電信號時，便會因彎曲振動發(fā)射出超聲波。相反，當(dāng)向雙壓電晶片元件施加超聲振動時，便會產(chǎn)生一個電信號?；谝陨献饔?，便可以將壓電陶瓷用作超聲波傳感器。
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壓電陶瓷是高技術(shù)的新型無機非金屬功能材料，隨著材料及工藝的不斷深入研究和改良，壓電陶瓷技術(shù)的應(yīng)用愈來愈廣。壓電材料作為機、電、聲、光、熱敏感材料，在傳感器、執(zhí)行器、換能器、無損檢測和通訊技術(shù)等領(lǐng)域已獲得了廣泛的應(yīng)用。隨著高新技術(shù)的發(fā)展，壓電陶瓷的應(yīng)用必將越來越廣闊?；A(chǔ)材料是決定產(chǎn)品性能的關(guān)鍵因素。目前，耐高溫、耐高壓、高靈敏、低損耗壓電陶瓷材料是受到全球同行業(yè)者的公認(rèn)的研究發(fā)展方向，其中無鉛壓電陶瓷材料的研究雖不乏其人，但是尚未達(dá)到實用化的水平，短期內(nèi)無法替代現(xiàn)有的含鉛壓電陶瓷。
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壓電陶瓷超聲波換能器機械Q值高，振動效率高，高振幅。耐熱性：壓電陶瓷材料的耐熱性好，可護大使用溫度范圍，同時Q值高，諧振阻抗小，發(fā)熱量小。產(chǎn)品外觀整潔，無銹蝕，無明顯凹陷和劃痕。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，CD套機，拉鏈機，金屬焊接等）和脈沖式工作（如塑焊機），不同的工作方式對換能器的要求是不同的。一般而言，連續(xù)式工作幾乎沒有停頓時間，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。
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1、視頻觸發(fā)器：用于VCR設(shè)備中重調(diào)視頻頭位置的彎曲振動的壓電陶瓷換能器，有1μm/v以上的高靈敏度。2、壓電微位移器：利用換能器的快速動作反向，用于行程高0.1mm，作用力達(dá)2MN(200Kp)的閥門，開放時間為10Μs。3、油墨印刷噴頭：換能器可用于在無噪聲的高速電信打印頭，獨立控制13根VIRIT瓷管，利用內(nèi)徑的收縮把油墨從約為20μm直徑的噴口中射出。4、壓電開關(guān)：用在各種特殊條件下做壓電開關(guān)，控制各種升降機、專用精密控制儀表。用1.5N的觸發(fā)后產(chǎn)生下電壓脈沖，通過一個特殊線路能激勵陶瓷換能器和CMOS電路產(chǎn)生機電轉(zhuǎn)換。