Pjezoelektrinė keramikayra funkcinės medžiagos, galinčios mechaninę energiją paversti elektros energija ir atvirkščiai. Dėl šios unikalios savybės jie plačiai naudojami jutikliuose, pavarose ir tikslaus valdymo sistemose.
Apie pjezoelektrinį efektą
Pagrindinis pjezoelektrinės keramikos principas yra pjezoelektrinis efektas, kuris veikia dviem būdais:
1. Tiesioginis pjezoelektrinis efektas(Mechaninė → Elektrinė)
Kai veikiamas slėgis, jėga ar vibracija, vidinė kristalo struktūra deformuojasi ir sukuria elektros krūvį (įtampa).
Tipiškos programos:
Jutikliai
Mikrofonai
Dujiniai degikliai
2. Atvirkštinis pjezoelektrinis efektas(Elektrinė → Mechaninė)
Kai veikia įtampa, medžiaga šiek tiek išsiplečia arba susitraukia, sukeldama tikslų mechaninį judėjimą.
Tipiškos programos:
Tikslios pavaros
Ultragarsiniai keitikliai
Rašalinės spausdinimo galvutės
Bendra medžiaga: PZT (švino cirkonato titanatas)
Plačiausiai naudojama pjezoelektrinė keramika yra PZT (švino cirkonato titanatas).
Jis išlieka pramonės standartas dėl:
Didelis pjezoelektrinis koeficientas
Geras terminis stabilumas (aukšta Curie temperatūra)
Patikimas ir pastovus veikimas
Lankstus formavimas ir apdorojimas
Ekonominis{0}}efektyvumas
Pagrindiniai pjezoelektrinės keramikos pritaikymai
Pjezoelektrinė keramika naudojama daugelyje pramonės šakų, ypač ten, kur tikslumas, greitis ir kompaktiškumas yra labai svarbūs:
Uždegimo sistemos
Dujiniuose žiebtuvėliuose mechaninis smūgis akimirksniu sukuria aukštą įtampą, kuri sukuria kibirkštį, kuri užsidega kurui.
Garsiakalbiai ir garsiakalbiai
Pjezoelektrinės plokštės vibruoja veikiant kintamajai įtampai, kad sukurtų garsą. Dažnas signalizacijos, laikmačio ir automobilių sistemose.
Ultragarsiniai prietaisai
Naudojamas:
Medicininis ultragarsinis vaizdas
Ultragarsiniai valikliai
Drėkintuvai
Jie sukuria ir priima aukšto{0}}dažnio garso bangas labai efektyviai.
Tikslus judėjimas ir padėties nustatymas
Plačiai naudojamas:
Išmaniųjų telefonų fotoaparatų automatinio fokusavimo sistemos
Mikro/nano pozicionavimo etapai
Rašalinių spausdintuvų galvutės
Privalumai ir apribojimai
Privalumai
>Itin greitas atsakas (mikrosekundėmis)
>Didelis padėties nustatymo tikslumas (nanometro{0}}lygis)
>Kompaktiškas dydis
>Atsparus elektromagnetiniams trukdžiams
Apribojimai
>Trapus ir linkęs trūkinėti
>Veikimas gali pablogėti esant ilgalaikei{0}}aukštai nuolatinei nuolatinei įtampai
>Ribotas poslinkis (paprastai mikrometro{0}}lygis, dažnai reikalaujantis stiprinimo mechanizmų)
Išvada
Pjezoelektrinė keramika veikia kaip tiesioginis ryšys tarp mechaninio judesio ir elektrinių signalų.
Dėl savo greičio, tikslumo ir patikimumo jie tapo pagrindiniais šiuolaikinės elektronikos, jutimo sistemų ir ultragarso technologijų komponentais ir toliau atlieka pagrindinį vaidmenį pažangiosiose gamyboje ir aukštųjų{0}}technologijų programose.
