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压电泵的压电材料介绍
作者:alex 发布日期:2017-10-09
压电泵的压电材料介绍
    根据文献[36,37]的阐述,目前已知的压电材料有几十种,常见的压电材料有单晶材料(如石英)和多晶材料(如压电陶瓷)。
    1947 年Roberts发现在BaTiO3陶瓷上施加高直流电压便呈现强的压电效应,撤除电压之后仍持续显示这种效应。1954 年美国B. Japhi等人发现了PbZrO3-PbTiO3(PZT)固溶体系统。这两个伟大的发现,促进了压电材料的发展,它不但使压电性能有了大幅度提高,而且使人类可以通过制造工艺与材料成分的改进,获得适度的压电性,应用价值有了大幅提高。
    目前压电驱动器所使用的压电陶瓷主要为二元系的PZT(PbZrO3-PbTiO3)与三元系的PCM(PZT+Pb)MgNbO3陶瓷材料。这类压电材料在电场作用下振动变形较大,可承受较大的压力或通过自身变形提供较大的拉力,但抗冲击与承拉能力很弱。PZT是一种具有高压电应变常数的陶瓷材料,压电性能优良,已经广泛地用于制造换能器、变压器、滤波器,引燃引爆装置和超声延迟线等压电器件。
    不同用途的压电器件,对材料性能的要求也不相同。例如,对陶瓷滤波器材料,则要求具有稳定性好,机械品质因子Qm较大,介质损耗小;对水声换能器材料,则要求灵敏度高(压电常数g33或g31大),介质损耗小,介电常数 ε适当高;对电声换能器材料,则要求弹性柔顺常数大,而小一点关系不大,介电常数ε 适当高;对于本课题中使用的压电材料,则要求压电常数高,低机械损耗和介质损耗以及高机械品质因子,因此可以在高机械振幅的情况下被激励。

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