我们利用压电陶瓷将机械能转换成电能:
在能量转换方面,利用压电陶瓷将机械能转换成电能的特性,可以制造出压电点火器、移动电源、引爆装质。这类单晶的d33可达2600pc/N(压电陶瓷d33为850pc/N),k33可高达0。电子打火机中就有压电陶瓷制作的火石,打火次数可在100万次以上。用压电陶瓷把电能转换成超声振动,可以用来探寻水下鱼群的位置和形状,对金属进行无损探伤,以及超声清洗、超声,还可以做成各种超声切割器、焊接装置及烙铁,对塑料甚至金属进行加工。
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压电陶瓷主要有三大类:
钛酸钡类(BaTiO3),原材料有二氧化钛、碳酸钡、碳酸锶等;
锆钛酸铅类(PbZrTiO3),原材料有二氧化钛、氧化锆、氧化铅、、碳酸锶、氧化铌、氧化镧等;
铌镁酸铅类(PbNbMgO3),原材料有氧化铌、氧化镁、氧化铅、、碳酸锶、氧化镧等。
压电陶瓷材料的基本原理 压电效应的原理是,如果对压电材料施加压力,它便会产生电位差(称之为正压电效应),反之施加电压,则产生机械应力(称为逆压电效应)。但作为大应边,高能换能材料,传统压电陶瓷的压电效应仍不能满足要求。如果压力是一种高频震动,则产生的就是高频电流。而高频电信号加在压电陶瓷上时,则产生高频声信号(机械震动),这就是我们平常所说的超声波信号。也就是说,压电陶瓷具有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能,这种相互对应的关系确实非常有意思。
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。3、能慢慢地分散的挥发,而不是集中在某个很窄的温度范围内挥发。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。
某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时,
其内部会产生
极化现象,
同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。
当外力去掉后,
它
又会恢复到不带电的状态,这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时,
电荷的极性也随之改变。
相反,
当在电介质的极化方向上施加电场,
这些电介质
也会发生变形,
电场去掉后,
电介质的变形随之消失,
这种现象称为逆压电效应,
或称为电致伸缩现象。压电陶瓷实际上是一种经过极化处理的、具有压电效
应的铁电陶瓷,是信息时代的新型材料压电陶瓷是功能陶瓷中应用极广的
一种。