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压电传感器常用敏感材料对比

关键词:传感器 常用 材料 发布时间:2017-10-30 15:19:59 点击:
(1)压电陶瓷
          压电陶瓷是一种具有压电性能的陶瓷材料,它是由若干不同的氧化物,诸如氧化铝、氧化钡、氧化钛、氧化钠等,按照比例配合,经过成型、高温固相反应、烧结,最后合成制造出来的。它具有一种奇异的压电效应特性,即当受到微小外力作用时,能够把机械能转化为电能,当加上交变电压时,又会把电能变成机械能。

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(2)细晶粒压电陶瓷
         以往的压电陶瓷是由几微米至几十微米的多畴晶粒组成的多晶材料,当把粒径减小至亚微米级时,可以改进材料的加工性,使基片可以做得更薄,提高阵列频率,降低换能器阵列的损耗,提高器件的机械强度,减小多层器件每层的厚度。减小粒径许多好处,但同时也带来了降低压电效应的影响。为了克服这种影响,人们更改了传统的掺杂工艺,使细晶粒压电陶瓷压电效应增加到与粗晶粒压电陶瓷相当的水平。近年来,人们用细晶粒压电陶瓷进行了切割研磨研究,并制作出了一些高频换能器、微制动器及薄型蜂鸣器(瓷片20-30um厚),证明了细晶粒压电陶瓷的优越性。随着纳米技术的发展,细晶粒压电陶瓷材料研究和应用开发仍是近期的热点。
(3)压电性特异的多元单晶压电体
         传统的压电陶瓷较其它类型的压电材料压电效应要强,从而得到了广泛应用。但作为大应力,高能换能材料,传统压电陶瓷的压电效应仍不能满足要求。于是近几年来,人们为了研究出具有更优异压电性的新压电材料,做了大量工作,现已发现并研制出了Pb(A1/3B2/3)PbTiO3单晶(A=Zn2+,Mg2+)。这类单晶的d33最高可达2600pc/N(压电陶瓷d33最大为850pc/N),k33可高达0.95(压电陶瓷K33最高达0.8),其应变大于1.7%,几乎比压电陶瓷应变高一个数量级。储能密度高达130J/kg,而压电陶瓷储能密度在10J/kg以内。现在美国、日本、俄罗斯和中国已开始进行这类材料的生产工艺研究,它的批量生产的成功必将带来压电材料应用的飞速发展。
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