Le principe de base du matériel de céramique piézoélectrique

Nombre Parcourir:0 auteur:Éditeur du site publier Temps: 2018-09-10 origine:Propulsé

enquête

1.Domain:

Généralement, les directions de la polarisation spontanée des ferroélectriques sont différentes, mais dans une petite zone, les directions de polarisation spontanées des cellules unitaires respectives sont les mêmes, et cette petite zone est appelée domaine ferroélectrique. La paroi limite entre les deux domaines est appelée paroi de domaine et peut être divisée en une paroi de domaine à 90 °, une paroi de domaine de 180 °, et similaires selon les directions de polarisation spontanée des deux domaines. Le mur de domaine est généralement situé près ducéramique piézoélectriqueDéfaut cristallin et la paroi du domaine n'est pas facilement déplacée en raison de la contrainte interne dans la région de défaut. L'orientation des domaines adjacentes est généralement \"de bout en-tail \", et une forme spéciale de \"tête-à-tête, queue-to-tail \" apparaîtra sous l'action du champ de contrainte pour faciliter la réduction d'énergie. Le domaine d'observation peut être une méthode de gravure chimique, une méthode de microscope polarisante ou une méthode de topographie aux rayons X.

2. concept de ferroélectricité:

Certains cristaux piézores présentent des propriétés de polarisation spontanées. Il y a un moment électrique de polarisation spontanée inhérente en ferroélectrique; dans les cristaux ferroélectriques, la structure du domaine est généralement accompagnée, et les moments électriques de polarisation spontanée dans le même domaine sont dans la même direction; Lorsque le cristal de transducteur piézo polarisé à ultrasons est suffisamment grand, différents domaines de piézo électrique peuvent annuler chaque. La polarisation spontanée du moment électrique peut changer la direction sous l'action d'un champ électrique externe; Sous l'action de l'alternance du champ électrique externe E, la relation entre l'intensité de polarisation macroscopique P du corps ferroélectrique et E apparaît sur la ligne de retour. Ces propriétés des ferroélectriques sont très similaires au ferromagnétisme, elles sont donc appelées ferroélectricité. Dans le corps ferroélectrique, l'intensité de polarisation macroscopique p = 0 est généralement due à la structure du domaine. Lorsque le champ électrique externe E est très petit, P a une relation linéaire avec E. Lorsque E est suffisamment grand, une courbe dans laquelle P est en retard sur E est appelé une boucle d'hystérésis. Après une polarisation alternée répétée d'un solide champ électrique alterné d'une amplitude fixe, la boucle d'hystérésis a une forme sensiblement stable.

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PS est la polarisation spontanée d'un seul domaine sans champ électrique; PR est la polarisation résiduelle; La CE est un champ électrique coercitif. Lorsque le champ électrique externe commence à agir sur l'échantillon non polarisé, le PR de polarisation résiduelle est généré sur l'échantillon. Pour réduire la polarisation résiduelle à zéro, le champ électrique coercitif EC doit être appliqué dans la direction opposée. Le champ électrique dans la direction opposée augmente la polarisation dans la direction opposée, formant ainsi la boucle d'hystérésis entière. Il change le long de cette courbe à chaque fois qu'il est polarisé. DifférentTransducteur piézoélectrique Céramique piézoélectriqueont différentes boucles d'hystérésis. Le processus de polarisation est un processus très compliqué. En cas de polarisation, il s'agit non seulement d'un champ électrique plus élevé est nécessaire, mais différentes épaisseurs nécessitent des moments différents, et l'effet de polarisation optimal peut être atteint à une température plus élevée. Le matériau en céramique piézoélectrique polarisé perd l'effet de polarisation à une certaine température élevée, et différents matériaux piézoélectriques ont des températures de défaillance différentes. Cela doit être noté lors de la sélection des matériaux en céramique piézoélectrique. La différence de performance entre la pré-polarisation piézoélectrique et la post-polarisation des matériaux en céramique piézoélectrique est importante.

3. Effet piézoélectrique:

L'effet piézoélectrique peut être divisé en effet piézoélectrique positif et effet piézoélectrique inverse. Une charge liée se produit aux deux extrémités de la feuille de céramique piézoélectrique polarisée, donc une couche de charge libre de l'extérieur est adsorbée sur la surface de l'électrode. Lorsqu'une pression externe F est appliquée à la feuille de céramique, laPZT MATÉRIAUX PIEZO Céramiquese déforme sous l'action d'une force externe, et un phénomène de polarisation se produit à l'intérieur duélément de céramique piézoélectriqueet les charges opposées positives et négatives apparaissent sur les surfaces opposées de la feuille de céramique. Une décharge se produira. Au contraire, le traction entraînera la charge. Lorsque la force externe est supprimée, elle reviendra à l'état non chargé. Le phénomène selon lequel cet effet mécanique est converti en un effet électrique appartient à l'effet piézoélectrique positif. De plus, la céramique piézoélectrique a la propriété de la polarisation spontanée, et la polarisation spontanée peut être transformée par l'action d'un champ électrique externe. Par conséquent, lorsqu'un champ électrique externe est appliqué à un diélectrique piézoélectrique, un changement comme indiqué sur la figure se produit et la céramique piézoélectrique est déformée. Cependant, la céramique piézoélectrique est déformée car lorsque le même champ électrique externe que la polarisation spontanée est ajouté, la polarisation est améliorée. L'augmentation de l'intensité de polarisation provoque l'allongement de la feuille de céramique piézoélectrique dans la direction de polarisation. Au contraire, si le champ électrique inversé est appliqué, les céramiques piézores sont raccourcies dans le sens de polarisation. Ce phénomène de transformation en effet mécanique dû à un effet électrique est un effet piézoélectrique inverse.