numero Sfoglia:60 Autore:Editor del sito Pubblica Time: 2022-10-21 Origine:motorizzato
I componenti ceramici piezoelettrici sono un tipo di semiconduttore in grado di convertire lo stress meccanico o elastico in potenziale elettrico e viceversa. I materiali ceramici piezoelettrici in questa tecnologia condividono caratteristiche simili, tra cui strutture cristalline simili al bimorfo con legami covalenti diffusi e centri ionici. Questo articolo fornirà una panoramica del principio di lavoro dei condensatori ceramici piezoelettrici e di come vengono utilizzati.
Componente ceramico piezoelettrico
La ceramica piezoelettrica si comporta in modo simile a un condensatore memorizzando la carica elettrica se esposto a sollecitazione meccanica esterna o deformazione, con tensione di thutput dipendente dalla grandezza della pressione applicata. Il condensatore ceramico piezoelettrico è costituito da due piastre sottili e piatte separate da una piccola distanza. Se esposta alla sollecitazione meccanica, la piastra inferiore si deforma, mentre la piastra superiore diventa più sottile.
Provetta in ceramica piezoelettrica
Poiché la ceramica piezoelettrica ha polarizzazione e conducibilità direttamente correlate alla sollecitazione meccanica applicata, la carica immagazzinata si accumula in ciascuna delle due piastre a causa della ridotta distanza tra di loro. La tensione di uscita sarà quindi proporzionale alla pressione meccanica e alla differenza di carica della piastra.
I condensatori in ceramica piezoelettrica offrono un metodo semplice e ad alte prestazioni per fornire un'uscita di tensione pulsata e sono stati applicati con successo per varie applicazioni. Ad esempio, i condensatori ceramici piezoelettrici sono usati come attuatori in microfoni e attuatori di sistemi microelettromeccanici a film sottile (Attuari) e attuatori di sensori di vibrazione planare per sensori di vibrazione planari. Questi dispositivi MEMS si basano su piastre di film sottile in ceramica piezoelettrica in combinazione con materiali altamente sensibili per misurare piccoli cambiamenti nelle deformazioni meccaniche.
Elemento tubo ceramico piezoelettrico
Eliminano la necessità di interruttori meccanici o parti in movimento, rendendoli ideali per applicazioni come circuiti integrati e tag di identificazione a radiofrequenza (RFID). Le ceramiche piezoelettriche sono anche utilizzate per misurare la frequenza e la fase di una fonte di vibrazione locale. Oltre alla semplice uscita di tensione pulsata, la ceramica piezoelettrica può anche essere utilizzata per fornire una forma d'onda di rampa di tensione o una forma d'onda a variazione continua. Questa variazione della forma d'onda è particolarmente utile nelle applicazioni di controllo del movimento in cui è necessaria la variazione della forma d'onda per controllare una perturbazione di coppia esterna.
Come qualsiasi altro componente ceramico, i condensatori ceramici piezoelettrici possono rompersi se sottoposti a stress molto gravi o vibrazioni eccessive che superano il loro livello di sopravvivenza. Quando ciò accade, la pressione delle piastre non si trasferirà correttamente in uscita elettrica. Ciò può essere causato dalla distribuzione di stress non uniforme all'interno dell'area della piastra ceramica piezoelettrica o un'eccessiva concentrazione di stress vicino ai bordi della piastra. La ceramica piezoelettrica sperimenta anche una riduzione della produzione elettrica se esposta a radiazioni elettromagnetiche; Pertanto, devono essere gestiti con cura.
Materiali PZT-4 in ceramica piezoelettrica
I metodi di gestione più comuni sono evitare l'esposizione diretta alla luce UV e conservare i dispositivi in un caso sostanzialmente schermato. Quando conducono esperimenti, sii sempre conto di possibili danni fisici che potrebbero essersi verificati. Ispeziona prima dell'uso della tua ceramica piezoelettrica e non soggetti a ripetute sollecitazioni anormali, variazioni di temperatura o shock.
A causa delle caratteristiche uniche della ceramica piezoelettrica, la scelta del materiale è piuttosto importante. Questa decisione dovrebbe essere basata su 0i i criteri di applicazione e prestazioni elencati di seguito. Per garantire che i componenti ceramici piezoelettrici che scegli soddisfi le tue specifiche, è spesso una buona idea consultare un esperto specializzato in tecnologia piezoelettrica.
1) Costo : mentre tutti i componenti ceramici sono costosi, alcuni tipi sono più costosi di altri. Le ceramiche piezoelettriche, ad esempio, sono uno dei materiali più costosi disponibili oggi. Ma sono anche il miglior investimento a lungo termine, con tassi di fallimento molto bassi, purché vengano utilizzati e gestiti correttamente.
2) Temperatura operativa : come con altri materiali, la ceramica piezoelettrica limita le temperature in cui possono essere utilizzate. Al di sotto della temperatura operativa, puoi aspettarti un degrado nelle prestazioni e nella vita. Tuttavia, è importante notare che la pressione atmosferica può causare cambiamenti significativi nelle prestazioni di eventuali componenti ceramici a causa dell'espansione termica, che è indesiderabile per la ceramica piezoelettrica.
3) Stress : i componenti ceramici piezoelettrici possono essere influenzati da livelli ad alto stress, come shock forti, che possono causare gravi vibrazioni. Sottoprire gli elementi ceramici piezoelettrici in ambienti ad alta forza può anche causare la microcracking e la corrosione da stress. Per evitare tutti questi problemi, è possibile scegliere un materiale con bassi coefficienti di espansione termica (CTE) e elevata stabilità termica. Ciò garantirà che i microcrack rimangano abbastanza piccoli da prevenire la propagazione, garantendo che non si verifichi il fallimento prematuro dei componenti.
Come puoi vedere, la ceramica piezoelettrica può essere utilizzata in varie applicazioni. Tuttavia, poiché richiedono una gestione speciale per garantire l'uso e la longevità adeguati, la scelta del materiale è cruciale. Per garantire che i componenti ceramici piezoelettrici che scegli soddisfi le tue specifiche, si consiglia di consultare un esperto specializzato in questo settore.
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