我們利用壓電陶瓷將機械能轉(zhuǎn)換成電能:
在能量轉(zhuǎn)換方面,利用壓電陶瓷將機械能轉(zhuǎn)換成電能的特性,可以制造出壓電點火器、移動電源、引爆裝質(zhì)。電子打火機中就有壓電陶瓷制作的火石,打火次數(shù)可在100萬次以上。壓電陶瓷風(fēng)扇是由兩個彎曲變形器組成,如右圖,接通交流電源后,兩葉片就按箭頭方向做往復(fù)振動、產(chǎn)生的風(fēng)量可達0。用壓電陶瓷把電能轉(zhuǎn)換成超聲振動,可以用來探尋水下魚群的位置和形狀,對金屬進行無損探傷,以及超聲清洗、超聲,還可以做成各種超聲切割器、焊接裝置及烙鐵,對塑料甚至金屬進行加工。
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壓電陶瓷主要有三大類:
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(PbNbMgO3),原材料有氧化鈮、氧化鎂、氧化鉛、、碳酸鍶、氧化鑭等。
壓電陶瓷材料的基本原理 壓電效應(yīng)的原理是,如果對壓電材料施加壓力,它便會產(chǎn)生電位差(稱之為正壓電效應(yīng)),反之施加電壓,則產(chǎn)生機械應(yīng)力(稱為逆壓電效應(yīng))。如果壓力是一種高頻震動,則產(chǎn)生的就是高頻電流。它具有以下特征高壓的產(chǎn)生和噴油控制是分別獨立進行的,噴油壓力可以根據(jù)發(fā)動機的運行工況,在較寬范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)。而高頻電信號加在壓電陶瓷上時,則產(chǎn)生高頻聲信號(機械震動),這就是我們平常所說的超聲波信號。也就是說,壓電陶瓷具有機械能與電能之間的轉(zhuǎn)換和逆轉(zhuǎn)換的功能,這種相互對應(yīng)的關(guān)系確實非常有意思。
壓電材料可以因機械變形產(chǎn)生電場,也可以因電場作用產(chǎn)生機械變形,這種固有的機-電耦合效應(yīng)使得壓電材料在工程中得到了廣泛的應(yīng)用。您如果對我們的產(chǎn)品感興趣可以隨時和我們聯(lián)系,我們期待您的致電。例如,壓電材料已被用來制作智能結(jié)構(gòu),此類結(jié)構(gòu)除具有自承載能力外,還具有自診斷性、自適應(yīng)性和自修復(fù)性等功能,在未來的飛行器設(shè)計中占有重要的地位。
某些電介質(zhì)在沿一定方向上受到外力的作用而變形時,
其內(nèi)部會產(chǎn)生
極化現(xiàn)象,
同時在它的兩個相對表面上出現(xiàn)正負相反的電荷。
當外力去掉后,
它
又會恢復(fù)到不帶電的狀態(tài),這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。當作用力的方向改變時,
電荷的極性也隨之改變。
相反,
當在電介質(zhì)的極化方向上施加電場,
這些電介質(zhì)
也會發(fā)生變形,
電場去掉后,
電介質(zhì)的變形隨之消失,
這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應(yīng),
或稱為電致伸縮現(xiàn)象。壓電陶瓷實際上是一種經(jīng)過極化處理的、具有壓電效
應(yīng)的鐵電陶瓷,是信息時代的新型材料壓電陶瓷是功能陶瓷中應(yīng)用極廣的
一種。