Nombre Parcourir:60 auteur:Éditeur du site publier Temps: 2022-10-21 origine:Propulsé
Les composants en céramique piézoélectrique sont un type de semi-conducteur qui peut convertir la contrainte mécanique ou élastique en potentiel électrique et vice versa. Les matériaux en céramique piézoélectrique de cette technologie partagent des caractéristiques similaires, y compris des structures cristallines de type bimorphe avec des liaisons covalentes diffuses et des centres ioniques. Cet article fournira un aperçu du principe de travail des condensateurs en céramique piézoélectrique et de leur utilisation.
Composant en céramique piézoélectrique
La céramique piézoélectrique se comporte de manière similaire à un condensateur en stockant la charge électrique lorsqu'elle est exposée à une contrainte mécanique externe ou à une déformation, avec une tension thoutput dépendant de l'amplitude de la pression appliquée. Le condensateur en céramique piézoélectrique se compose de deux plaques plates minces séparées par une petite distance. Lorsqu'elle est exposée à une contrainte mécanique, la plaque inférieure se déforme, tandis que la plaque supérieure devient plus mince.
Tube en céramique piézoélectrique
Étant donné que la céramique piézoélectrique a une polarisation et une conductivité directement liées à la contrainte mécanique appliquée, la charge stockée s'accumule à chacune des deux plaques en raison de la distance réduite entre elles. La tension de sortie sera alors proportionnelle à la pression mécanique et à la différence de charge de la plaque.
Les condensateurs en céramique piézoélectrique offrent une méthode simple et haute performance pour fournir une sortie de tension pulsée et ont été appliqués avec succès pour diverses applications. Par exemple, les condensateurs en céramique piézoélectrique sont utilisés comme actionneurs dans des microphones et actionneurs de systèmes microélectromécaniques minces flexibles (MEMS) pour les capteurs de vibration plane. Ces dispositifs MEMS sont basés sur des plaques à couches minces en céramique piézoélectrique en conjonction avec des matériaux très sensibles pour mesurer de petits changements dans les déformations mécaniques.
Élément de tube en céramique piézoélectrique
Ils éliminent le besoin de commutateurs mécaniques ou de pièces mobiles, ce qui les rend idéales pour des applications telles que les circuits intégrés et les étiquettes d'identification radio-fréquence (RFID). La céramique piézoélectrique est également utilisée pour mesurer la fréquence et la phase d'une source de vibration locale. En plus de la sortie de tension pulsée simple, la céramique piézoélectrique peut également être utilisée pour fournir une forme d'onde de rampe de tension ou une forme d'onde variable en continu. Cette variation de forme d'onde est particulièrement utile dans les applications de contrôle de mouvement dans lesquelles la variation de la forme d'onde est nécessaire pour contrôler une perturbation de couple externe.
Comme tout autre composant en céramique, les condensateurs en céramique piézoélectrique peuvent se briser lorsqu'ils sont soumis à une contrainte très sévère ou à des vibrations excessives qui dépassent leur niveau de survie. Lorsque cela se produit, la pression des plaques ne sera pas transférée correctement dans la sortie électrique. Cela peut être causé par une distribution de stress non uniforme dans la zone de plaque de céramique piézoélectrique ou une concentration excessive de contraintes près des bords de la plaque. La céramique piézoélectrique connaît également une diminution de la production électrique lorsqu'elle est exposée au rayonnement électromagnétique; Par conséquent, ils doivent être traités avec soin.
Matériaux PZT-4 en céramique piézoélectrique PZT-4
Les méthodes de manipulation les plus courantes évitent l'exposition directe à la lumière UV et le stockage des dispositifs dans un boîtier substantiellement protégé. Lors de la réalisation d'expériences, soyez toujours conscient des dommages physiques possibles qui ont pu se produire. Inspectez votre céramique piézoélectrique avant utilisation et ne les soumettez pas à des contraintes anormales répétées, des changements de température ou des chocs.
En raison des caractéristiques uniques de la céramique piézoélectrique, le choix du matériel est assez important. Cette décision doit être basée 0i les critères d'application et de performance répertoriés ci-dessous. Pour vous assurer que les composants en céramique piézoélectrique que vous choisissez répondront à vos spécifications, c'est souvent une bonne idée de consulter un expert spécialisé dans la technologie piézoélectrique.
1) Coût : Bien que tous les composants en céramique soient chers, certains types sont plus coûteux que d'autres. La céramique piézoélectrique, par exemple, est l'un des matériaux les plus chers disponibles aujourd'hui. Mais ils sont également le meilleur investissement à long terme, avec des taux d'échec très bas, tant qu'ils sont utilisés et gérés correctement.
2) Température de fonctionnement : Comme pour les autres matériaux, les céramiques piézoélectriques limitent les températures auxquelles elles peuvent être utilisées. En dessous de la température de fonctionnement, vous pouvez vous attendre à une dégradation des performances et des durées de vie. Cependant, il est important de noter que la pression atmosphérique peut provoquer des changements importants dans les performances de tous les composants en céramique dus à une expansion thermique, qui n'est pas souhaitable pour la céramique piézoélectrique.
3) Stress : les composants en céramique piézoélectrique peuvent être affectés par des niveaux de stress élevé, tels que de forts chocs, qui peuvent provoquer de graves vibrations. Soumettre les éléments en céramique piézoélectrique à des environnements élevés peut également provoquer la microfissure et la corrosion de stress. Pour éviter tous ces problèmes, vous pouvez choisir un matériau avec de faibles coefficients d'expansion thermique (CTE) et une stabilité thermique élevée. Cela garantira que les microfissures restent suffisamment faibles pour éviter la propagation, garantissant que la défaillance prématurée des composants ne se produit pas.
Comme vous pouvez le voir, la céramique piézoélectrique peut être utilisée dans diverses applications. Cependant, comme ils nécessitent une manipulation spéciale pour assurer une utilisation et une longévité appropriées, le choix du matériel est crucial. Pour s'assurer que les composants en céramique piézoélectrique que vous choisissez répondront à vos spécifications, il est recommandé de consulter un expert spécialisé dans ce domaine.
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