有压电效应的材料有哪些

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1、为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划有压电效应的材料有哪些现阶段研究较多的压电复合材料是由压电陶瓷(如PZT,PbTiO。)和聚合物(如PVDF,环氧树脂)复合成的。岳鹏等c10用化学溶解、旋涂成膜、多层膜热压制得PZT体积分数60、介电常数100左右的PZTPVDF复合材料。徐任信等111运用热压工艺制备了。一3型PZTPVDF压电复合材料,加入适量石墨后可以明显提高复合材料的极化性能。受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料。压电效应的机理是:具有压电性的晶体对称性较低,当受到外力作用发生形变时,晶胞中正负离子

2、的相对位移使正负电荷中心不再重合,导致晶体发生宏观极化,而晶体表面电荷面密度等于极化强度在表面法向上的投影,所以压电材料受压力作用形变时两端面会出现异号电荷。反之,压电材料在电场中发生极化时,会因电荷中心的位移导致材料变形。利用压电材料的这些特性可实现机械振动和交流电的互相转换。能将压力转换成电压的装置我所知道的应该就只有压电晶体了。压电晶体不同的成分有不同的转换关系。通常在购买的时候附上的说明书里会给出压电转换的经验公式或者实验数据。可以根据产品的型号、成分等信息网上搜索相关的压电转换公式主要参数压电常数是衡量材料压电效应强弱的参数,它直接关系到压电输出的灵敏度。压电材料的弹性常数、刚度决定

3、着压电器件的固有频率和动态特性。对于一定形状、尺寸的压电元件,其固有电容与介电常数有关;而固有电容又影响着压电传感器的频率下限。在压电效应中,机械耦合系数等于转换输出能量与输入的能量之比的平方根;它是衡量压电材料机电能量转换效率的一个重要参数。压电材料的绝缘电阻将减少电荷泄漏,从而改善压电传感器的低频特性。压电材料开始丧失压电特性的温度称为居里点温度。压电转换压电关系表达式:Q=d*F,其中d:压电常数更一般表达式:电荷密度q,其中:i=1,2,3表示晶体极化方向,指的是与产生电荷的面垂直的方向;j=1,2,3,4,5,6表示受力方向,13表示x,向受力,46表示剪切力方向如q1表示法向矢量为

4、x的两个面产生的电荷受x向力作用后在z方向产生电荷的表达式:受z向力作用后在z方向产生电荷的表达式:各表达式见图片:关于精度和压力传感器成品压力传感器精度一般所指的是压力传感器的综合误差,通常包括非线性误差,漂移误差,重复度误差,零点误差,滞后误差等几大类,按您所说的是测蒸气的压力传感器,主导误差一般为非性线误差和温度漂移误差。一般的标识为%FS,指的是此传感器的综合误差最大为满量程的%,若此传感器的量程为,那么基误差值为%=。压力传感器品牌国内知名的有宝鸡麦克传感器,汉中中航电测,佛山普量电子等,国外的有WIKA,贺德克,DYNISCO等。在国内若是测量蒸气,按目前的技术没有办法做得到%FS

5、的精度,国外品牌目前这种高温的也能做得到%FS的精度,一般能做到%FS的价格都会很高了,大约在XX(转载于:写论文网:有压电效应的材料有哪些)元一支左右。一般工业用的都是陶瓷、应变隔膜、扩散硅等传感器。最新最贵的是蓝宝石传感器,主要用在高温领域。目前比较常见的是扩散硅压力传感器,需要提供精密的电压源,输出是毫伏信号。输出需要放大和调理电路,转成常用的4-20mA或0-5V、0-10V等信号。精度方面,通常在1%、%,高精度有%、%,乃至%,这就很贵了。具体的型号有很多种,根据接口、大小、量程、是否耐腐蚀等等,可以自己查。作为数字压力表来说,如果你的采样频率不高,比如1sps,也可以用成品数字输

6、出的压力芯片,比较常见的是瑞士MS5535,误差通常在%5%。不过密封和接口就需要自己设计。压电陶瓷的压电常数大约是多少?带单位和数量级。谢了分享到:XX-03-1101:07提问者采纳你应该是问d33吧,一般极化过的压电陶瓷都是去测d33,好一点的含铅的陶瓷应该是四五百,最高七八百pC/N,一般无铅的做到一二百就很了不起了。表征压电d33有两个单位pC/N和pm/V,其实是等价的,陶瓷一般用pC/N钛酸钡压电陶瓷压电系数是多少XX-03-0212:40ss|分类:工程技术科学|浏览300次|该问题已经合并到扫描二维码下载下载知道APP10分钟有问必答!建议:可使用微信的“扫一扫”功能扫描下载

7、分享到:XX-03-0809:26提问者采纳热心网友180190个人小结两个参数一个是压电常数这个和我们的关系很大,我觉得,当然是看完后,这个常数反应了力和电压之间有关,可以通过其力与电荷之间关系。力是我们要测的量,如果已知压电常数可以反映出来相当的电荷,当然我们在这不会得到说多少的电荷什么的,但是我们可以通过一只电容器,平行板电容器。对于一个已经制作好了的平行板电容器,电荷和其两板之间的电压有一个最直观的反应,有一个公式,大物书上有。这样如果我们这个原理就是这样子的大概。对于精确度来说,我们更应该选择一个制作好的压电感应器吧,在我发的ppt1中有个图片,在里面有几个种类的压电常数。以及各个公

8、式。我觉得有压电常数就是一个进步了,当然上面分析的也只是我自己的理解,我觉么这压电常数应该可以非常直观的把电压和力近似反映出来。另外一个常数是介电常数不是很明白,不知道跟我们的关系大不大像另外的什么温度限制之类的一般都影响不到我们的使用,因为我们使用的条件接近于那个核磁共振仪的工作温度,不会偏高或者偏低。应该说工作环境相当理想。所以我们理想的压力感应器应该是很一般的就可以,我们用的话主要就是考虑其精度。而且另外像我在网上搜的一些资料里也提到了如果你买一个成品的压力感应器它的相关参数会有说明书详细说明。回想起来这学期做那个泵与风机的实验水泵那个一部分测进出口压力对不?就是个很好的例子,我的建议是

9、我们再找一个参数细致明了的压力传感器,或者选一个我们理想化的压力传感器。譬如说那个压电常数为200左右的貌似用的很普遍,就是钛酸钡190属于压力陶瓷成本低应用普遍。对了介电常数应该是电方面的百度的应该是这个介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场,原外加电场与介质中电场的比值即为相对介电常数(permittivity,不规范称dielectricconstant),又称诱电率,与频率相关。介电常数是相对介电常数与真空中绝对介电常数乘积。如果有高介电常数的材料放在电场中,场的强度会在电介质内有可观的下降,理想导体内部由于静电屏蔽场强总为零,故其介电常数为无穷大。就是物理里学那个还是电容器平行板电

10、容器定义的时候就有个介电常数两板之间加入介电材料能够增加电容C值,空气接近于真空,相对介电常数是一。压电材料及其应用学院:材料学院专业:材料科学与工程系班级:姓名:李耘飞学号:压电材料及其应用李耘飞材料科学与工程一、压电材料的定义压电材料是指可以将压强、振动等应力应变迅速转变为电信号,或将电信号转变为形变、振动等信号的机电耦合的功能材料。当你在点燃煤气灶或热水器时,就有一种压电陶瓷已悄悄地为你服务了一次。生产厂家在这类压电点火装置内,藏着一块压电陶瓷,当用户按下点火装置的弹簧时,传动装置就把压力施加在压电陶瓷上,使它产生很高的电压,进而将电能引向燃气的出口放电。于是,燃气就被电火花点燃了。压电

11、陶瓷的这种功能就叫做压电效应。压电效应的原理是,如果对压电材料施加压力,它便会产生电位差,反之施加电压,则产生机械应力。如果压力是一种高频震动,则产生的就是高频电流。而高频电信号加在压电陶瓷上时,则产生高频声信号,这就是我们平常所说的超声波信号。也就是说,压电陶瓷具有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能,这种相互对应的关系确实非常有意思。压电材料可以因机械变形产生电场,也可以因电场作用产生机械变形,这种固有的机-电耦合效应使得压电材料在工程中得到了广泛的应用。例如,压电材料已被用来制作智能结构,此类结构除具有自承载能力外,还具有自诊断性、自适应性和自修复性等功能,在未来的飞行器设计中占有重要的

12、地位。二、压电材料的主要特性包括:机电转换性能:应具有较大的压电系数;机械性能:压电元件作为受力元件,希望它的机械强度高、机械刚度大,以期获得宽的线性范围和高的固有频率;电性能:应具有高的电阻率和大的介电常数,以减小电荷泄漏并获得良好的低频特性温度和湿度的稳定性要好。具有较高的居里点,以得到宽的工作温度范围时间稳定性:其电压特性应不随时间而蜕变。压电材料的主要特性参数有:(1)压电常数、(2)弹性常数、(3)介电常数、(4)机电耦合系数、(5)电阻、(6)居里点。三、压电材料的分类压电材料可分为三类:压电晶体、压电陶瓷和新型压电材料。其中压电单晶中的石英晶体和压电多晶中的钛酸钡与锆钛酸铅系列压

13、电陶瓷应用较普遍。压电晶体1)石英晶体石英晶体是典型的压电晶体,分为天然石英晶体和人工石英晶体,其化学成份是二氧化硅,其压电常数d11=10-12C/N,压电常数虽小,但时间和温度稳定性极好,在20200范围内,其压电系数几乎不变;达到573时,石英晶体就失去压电特性,该温度称为居里点,并无热释电性。另外,石英晶体的机械性能稳定,机械强度和机械品质因素高,且刚度大,固有频率高,动态特性好;且绝缘性、重复性均好。下面以石英晶体为例来说明压电晶体内部发生极化产生压电效应的物理过程。在一个晶体单元体中,有3个硅离子和6个氧离子,后者是成对的,构成六边的形状。在没有外力的作用时,电荷互相平衡,外部没有

14、带电现象。如果在X轴方向或Y轴方向受压,由于离子之间造成错位,电荷的平衡关系受到破坏,产生极化现象,使表面产生电荷。当在Z轴方向受力时,由于离子对称平移,表面不呈现电荷,没有压电效应。这就是石英晶体产生压电效应的机理。2)其他压电晶体锂盐类压电和铁电单晶如铌酸锂(LiNbO3)、钽酸锂(LiTaO3)、锗酸锂LiGeO3)等压电材料,也得到广泛应用,其中以铌酸锂为典型代表。铌酸锂是一种无色或浅黄色透明铁电晶体。从结构看,它是一种多畴单晶。它必须通过极化处理后才能成为单畴单晶,从而呈现出类似单晶体的特点,即机械性能各向异性。它的时间稳定性好,居里点高达1200,在高温、强幅射条件下,仍具有良好的

15、压电性,且机械性能,如机电耦合系数、介电常数、频率等均保持不变。此外,它还具有良好的光电、声光效应,因此在光电、微声和激光等器件方面都有重要应用。不足之处是质地脆、抗机械和热冲击性差。压电陶瓷压电陶瓷是人工合成的多晶体压电材料,它由无数细微的电畴组成。这些电畴实际上是自发极化的小区域,自发极化的方向完全是任意排列的,在无外电场作用时,各电畴的极化作用相互抵消,因此不具有压电效应;只有经过极化处理后才具有压电效应。即在一定的温度和强电场作用下,内部电畴自发极化方向都趋向于电场的方向,极化处理后压电陶瓷具有一定极化强度。在外电场去除后,各电畴的自发极化在一定程度上按原外电场方向取向,其内部仍存在有很强的剩余极化强度,使得压电陶瓷极化的两端就出现束缚电荷,由于束缚电荷的作用,在压电陶瓷的电极表面就会吸附自由电荷。这些自由电荷与压电陶瓷内的束缚电荷符号相反而数值相等当压电陶瓷受到与极化方向平行的外力作用而产生压缩变形,电畴发生偏转,内部正负束缚电荷之间的距离变小,剩余极化强度也将变小,因此

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