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。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。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。
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细晶粒压电陶瓷
以往的压电陶瓷是由几微米至几十微米的多畴晶粒组成的多晶材料,尺寸已不能满足需要了。减小粒径至亚微米级,可以改进材料的加工性,可将基片做地更薄,可提高阵列频率,降低换能器阵列的损耗,提高器件的机械强度,减小多层器件每层的厚度,从而降低驱动电压,这对提高叠层变压器、制动器都是有益的。减小粒径有上述如此多的好处,但同时也带来了降低压电效应的影响。为了克服这种影响,人们更改了传统的掺杂工艺,使细晶粒压电陶瓷压电效应增加到与粗晶粒压电陶瓷相当的水平。现在制作细晶粒材料的成本已可与普通陶瓷竞争了。近年来,人们用细晶粒压电陶瓷进行了切割研磨研究,并制作出了一些高频换能器、微制动器及薄型蜂鸣器(瓷片20-30um厚),证明了细晶粒压电陶瓷的优越性。随着纳米技术的发展,细晶粒压电陶瓷材料研究和应用开发仍是近期的热点。压电陶瓷的生产过程,主要包括以下几个步骤:配料、混合、预烧、粉碎、成型、排塑、烧成、上电极、极化、测试。
压电陶瓷片的应用 压电陶瓷片主要用于压电扬声器、传声器、超声延迟线、测量振动和测量压力的传感器、电话中的送受话器等方面作机械能(声能)转换成电能,或者在低功率下由电能转换成机械能的换能元件;通常,水声设备可以划分为两大部分:一是电子设备,二是声系统水声设备是压电陶瓷材料极为重要的一个应用领域。也可应用于超声波清洗焊接、探伤、超声诊断、水声发射、引燃、引爆等作高压强功率时将电能转换成机械能的换能组成元件。
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