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压电材料测试仪分析压电材料的应用及发展趋势
点击次数:1387 更新时间:2017-08-28 打印本页面 返回
   压电材料测试仪分析压电材料的应用及发展趋势
  当你在点燃煤气灶或热水器时,就有一种压电陶瓷已悄悄地为你服务了一次。生产厂家在这类压电点火装置内,藏着一块压电陶瓷,当用户按下点火装置的弹簧时,传动装置就把压力施加在压电陶瓷上,使它产生很高的电压,进而将电能引向燃气的出口放电,于是,燃气就被电火花点燃了。压电陶瓷的这种功能就叫做压电效应。
  压电材料可以因机械变形产生电场,也可以因电场作用产生机械变形,这种固有的机-电耦合效应使得压电材料在工程中得到了广泛的应用。例如,压电材料已被用来制作智能结构,此类结构除具有自承载能力外,还具有自诊断性、自适应性和自修复性等功能,在未来的飞行器设计中占有重要的地位。
  什么是压电材料?
  压电材料(piezoelectric material),受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料。利用压电材料的特性可实现机械振动(声波)和交流电的互相转换。因而压电材料广泛用于传感器元件中,例如地震传感器,力、速度和加速度的测量元件以及电声传感器等。
  压电材料种类
  1压电单晶
  石英(SiO2,J·居里和P·居里兄弟于1880年发现的),性稳定,但价格高,一般仅用于标准仪器或要求较高的传感器中;
  优点:Q值较大,有良好的温度特性。
  缺点:制程困难,价格贵。
  2压电陶瓷材料
  PZT、BaTiO3、PTiO3、铋层状陶瓷等。
  优点:抗酸碱,机电耦合系数高,易制程任意形状,价格便宜。
  缺点:温度系数大,需高压极化处理(kV/mm)。
  3压电聚合物
  聚二氟乙烯(PVF2)是目前发现的压电效应较强的聚合物薄膜,当在膜厚方向加直流高压电场极化后,就可以成为具有压电性能的高分子薄膜。这种薄膜有可挠性,并容易制成大面积压电元件。这种元件耐冲击、不易破碎、稳定性好、频带宽。为提高其压电性能还可以掺入压电陶瓷粉末,制成混合复合材料(PVF2—PZT)。
  优点:低声学阻抗特性,柔软可做极薄的组件。
  缺点:压电参数小,需*的极化电场(MV/mm)。
  4压电复合材料
  压电陶瓷与聚合物的复合,同时兼具陶瓷的高压电性能,又有聚合物的韧性,一些指标特别优异。0-3型、1-3型、3-3型。
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