寧波供應(yīng)壓電陶瓷材料廠家
發(fā)布時(shí)間：2022-09-05 01:29:58
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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(jiǎn)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(diǎn)是在摻入PbZrO3-PbTiO3之中形成固溶體后不改變整個(gè)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(dòng)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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壓電陶瓷可以將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能（正壓電效應(yīng)），如壓電陶瓷打火機(jī)；還可以將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能（逆壓電效應(yīng)），如口罩機(jī)上使用的超聲波換能器壓電陶瓷環(huán)。為機(jī)械能與電能相互轉(zhuǎn)換的法器，壓電陶瓷具備神奇的結(jié)構(gòu)屬性：自發(fā)極化。普通的介質(zhì)陶瓷，只有在外電場(chǎng)作用下才能極化。而壓電陶瓷無需借助外電場(chǎng)，僅僅依靠本身的鐵電體結(jié)構(gòu)，就能自發(fā)極化。不過，的自發(fā)極化與溫度有關(guān)：在居里溫度Tc以上，晶體處于順電態(tài)，不能自發(fā)極化；在居里溫度Tc以下，晶體處于鐵電態(tài)，能夠自發(fā)極化。
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壓電陶瓷換能器通過發(fā)射出的超聲波，會(huì)產(chǎn)生上下振動(dòng)。超聲波上下發(fā)射出去的，就叫做縱波。超聲波發(fā)射面在上下振動(dòng)的時(shí)候，超聲波左右發(fā)射出去時(shí)，就叫做橫波。的工作原理，壓電陶瓷換能器主要由壓電陶瓷，振子，匹配層等結(jié)構(gòu)組成。由材料的壓電效應(yīng)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)，超聲波換能器是一種能量轉(zhuǎn)換器件，的功能是將輸入的電功率轉(zhuǎn)換成機(jī)械功率（即超聲波）再傳遞出去，自身消耗很少的一部分功率。另外由于單個(gè)換能器承受功率有限，通常采用多個(gè)換能器組合而成，來達(dá)到功率要求，稱之為換能器功率合成。
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超聲波換能器又稱超聲波振子是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能(超聲波)的器件，主要是利用壓電陶瓷的壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電能與聲能的相互轉(zhuǎn)換，故稱為超聲波換能器(壓電換能器)。超聲波換能器由中央壓電陶瓷元件，前后金屬蓋板，預(yù)應(yīng)力螺桿，電極片以及絕緣管組成。超聲換能器是一種能量轉(zhuǎn)換器。它的性能描述和評(píng)價(jià)需要許多參數(shù)。超聲傳感器的特性參數(shù)包括諧振頻率、頻帶寬度、機(jī)電耦合系數(shù)、電聲效率、機(jī)械品質(zhì)因數(shù)、阻抗特性、頻率特性、方向性、傳輸和接收靈敏度等。UCER要求輸出功率大、能量轉(zhuǎn)換效率高，而接收傳感器要求頻帶寬、靈敏度高、分辨率高。因此，在超聲波傳感器的具體設(shè)計(jì)過程中，必須根據(jù)具體應(yīng)用合理設(shè)計(jì)傳感器的相關(guān)參數(shù)。
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換能器的接收電壓靈敏度，又稱自由場(chǎng)電壓靈敏度。這里所謂的自由場(chǎng)是指均勻各向同性媒質(zhì)中可以忽略邊界影響時(shí)的聲場(chǎng)。有效聲中心是指在發(fā)生器上或附近的一點(diǎn)，從遠(yuǎn)處觀察時(shí)似乎聲波是從該點(diǎn)發(fā)出的球面發(fā)散聲波，即聲源直徑很小以至可以近似地把它看作點(diǎn)聲源。在給出換能器自由場(chǎng)電壓靈敏度時(shí)，一般還應(yīng)同時(shí)指明參考點(diǎn)，指定方向和輸出端。若是接收換能器輸出端阻抗無限大時(shí)，則此時(shí)的接收電壓靈敏度就稱為開路靈敏度（或稱開路響應(yīng)）。
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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。