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压电陶瓷材料的“伸缩效应”分析

点击次数:67    发布时间:2020-08-10

   压电陶瓷是一种具有压电效应的多晶体,由于它的生产工艺与陶瓷的生产工艺相似因而得名。用于将机械参数转换为电参数,或者反过来将电信号转换为机械运动或振动。在传感器中,它们可将力、压力和加速度转换为电信号,在声波和超声波传感器与启动器中,它们可将电压力转换为振动或形变。
  我国对压电陶瓷的研究始于五十年代末期,比国外晚10年左右,目前在压电陶瓷的试制、工业生产等方面都已有相当雄厚力量,有不少材料已达到或接近国际水平。
  压电陶瓷工艺流程如下:
  配料-混合磨细-预烧-二次磨细-造粒-成型-排塑-烧结成瓷-外形加工-被电极-高压极化-老化测试。
  压电陶瓷极化以前,铁电陶瓷材料是各向同性的,不会显示出压电效应,当所施加的信号很小时,会出现普通的电致伸缩效应,应变和施加电场的平方成正比。而压电陶瓷片接电系数的变化与所加的机械压电成比例,在高电场下,滞后效应是显著的,而不可能从应变和场强关系所得的电致伸缩系数来导出机电特性,然而总的应变近似地与总的电位移的平方成比例。
  这时压电陶瓷施加小信号的电位移与因这个信号所产生的应变的变化之间的关系是线性的。如果剩下位移和信号位移是矢量叠加的,忽略不计介电常数和电致伸缩系数对位移大小的依赖性。