Индустријска примена пиезоелектричне керамике
Пиезоелектрична керамика је нови високотехнолошки неоргански неметални функционални материјали. Уз континуирано дубинско истраживање и унапређење материјала и процеса, примена технологије пиезоелектричне керамике постаје све обимнија. Пиезоелектрични материјали се широко користе у областима сензора, актуатора, претварача, испитивања без разарања и комуникационе технологије као материјали осетљиви на механички, електрични, звучни, светлосни и топлотни. Са развојем високе технологије, примена пиезоелектричне керамике ће постати све шира.
Основни материјал је кључни фактор у одређивању перформанси производа. Тренутно, пиезоелектрични керамички материјали са високом температурном отпорношћу, отпорношћу на висок притисак, високом осетљивошћу и малим губицима су признати правци истраживања и развоја глобалне индустрије. Иако постоје многа истраживања пиезоелектричних керамичких материјала без олова, она још нису достигла практичан ниво. нивоу, и не може краткорочно да замени постојећу пиезоелектричну керамику која садржи олово.
Долазак ере мобилног интернета и појава потражње за малом и ултра танком терминалном опремом, високом поузданошћу и ниском потрошњом енергије пружили су добру прилику за примену и развој пиезоелектричних керамичких производа. Посебно се од ламинираних производа могу направити пиезоелектрични пријемници, звучници за звучнике, звучни системи са задње стране мобилног телефона, звучни системи за вибрације екрана, МЕМС микрофони, пиезоелектрични високофреквентни компензациони претварачи, итд. Традиционални производи су најбољи избор за терминале мобилне комуникације. Тањи производи су тренд будућности.
Пиезоелектрични керамички уређаји не само да се широко користе у индустријским и цивилним производима, већ имају и велики број примена у војсци. На пример, од пиезоелектричне керамике се праве подводни акустични претварачи, који се могу користити као пар светлих "очи" за нуклеарне подморнице, које могу несметано да обављају подводну навигацију, комуникацију, извиђање непријатељских бродова и чишћење непријатељских мина. Пиезоелектрични осигурачи могу прецизно запалити и детонирати оклопне бомбе и друго смртоносно оружје; пиезоелектрични актуатори са микро померањем су незаменљива кључна компонента у системима за прецизно позиционирање; пиезоелектрични жироскопи од пиезоелектричне керамике су незаменљиви у ваздухопловству. Нестали „кормилар“ и тако даље.
Пиезоелектрична керамика се користи у широком спектру примена. Неке од главних апликација су наведене у наставку:
(1) Електроакустични претварач
Електроакустични претварачи се углавном користе у разним алармима, микрофонима за коштану проводљивост, пријемницима, пиезоелектричним звучницима итд.
Аларм се може користити за све врсте аларма кућних апарата, димних аларма, аларма за провалу аутомобила, заштите од пожара, личних сигурносних аларма, итд. Микрофон коштане проводљивости претвара гласовни сигнал вибрације ушних костију у електричне сигнале, као нпр. за претварање гласовног сигнала у електрични сигнал. Нова генерација предајника за заштиту од буке који се емитују до краја пријема, такве Блуетоотх слушалице су тренутно доступне у Јапану; пиезоелектрични пријемници и звучници имају карактеристике ултра танке и ниске потрошње енергије.
Електроакустични претварачи који се користе у општим алармима још увек нису заменили производе и још увек имају велико тржиште, док ће аларми високог звучног притиска у посебним окружењима имати већи пораст аларма; Са развојем потрошње енергије, пиезоелектрични пријемници и звучници ће постати најбољи избор за преносне терминале и имати добре тржишне изгледе.
(2) Ултразвучни претварач
Ултразвучни претварачи су погодни за ултразвучне моторе, ултразвучну атомизацију, сонар, ултразвучно чишћење, ултразвучно заваривање, ултразвучну лепоту, ултразвучну обраду, ултразвучни узгој, телеметрију и даљинско управљање, праћење саобраћаја, домета, детекцију цурења, детекцију протока и топлоте, роботско снимање Прикупљање информација , итд.
Тренутно не постоје алтернативни производи за ултразвучне претвараче, а тржиште њихове примене се стално развија. Конкретно, северно грејање ће спроводити мерење и пуњење, тако да ће топлотни сензор имати велико тржиште.
(3) Подводни акустични претварач
У поморским биткама најтеже је изаћи на крај са подморницама, које могу дуго да урањају у море и несвесно нападају луке и бродове, изазивајући велике главобоље непријатељу. Како пронаћи непријатељске подморнице? Не можете се ослонити на своје очи, нити можете користити радар, јер ће електромагнетни таласи нагло ослабити у морској води и не могу ефикасно преносити сигнале. Откривање подморница се ослања на сонар—подводне уши. Пиезоелектрична керамика је материјал за израду сонара. Емитује ултразвучне таласе, који се рефлектују назад када наиђе на подморнице. Након пријема и обраде, може се измерити азимут и удаљеност непријатељских подморница. Ово је незаобилазна примена националне одбрамбене технологије, а њен развој лежи у повећању предајне снаге и побољшању осетљивости пријема, тако да се даљина детекције може у потпуности побољшати.
(4) Пиезоелектрични систем за пригушивање вибрација
Пиезоелектрични системи за смањење вибрација могу се поделити на пасивно смањење вибрација и активно смањење вибрација. Пасивно смањење вибрација је припрема слоја отпорног филма на површини пиезоелектричне керамике, пиезоелектрична керамика претвара вибрације или буку у електричну енергију, струја се претвара у топлотну енергију кроз отпорни филм, а топлотна енергија се извози кроз топлотни проводник у играју улогу смањења вибрација и смањења буке; Активна редукција вибрација је спајање пиезоелектричне керамике на објекту који треба да се смањи вибрација, претварање таласног облика вибрације у одговарајући сигнал напона и обављање реверзне вибрације кроз подешавање фазе и појачање на претварачу спојеном на вибрирајући елемент, чиме се потискују вибрације да би се постигла сврха смањења вибрација. Тренутно нема много апликација овог типа, а већина њих је још увек у експерименталној фази, као што су системи за смањење компјутерске буке и вибрација које захтевају неки војни уређаји, итд., и имаће добре тржишне изгледе.
(5) Пиезоелектрични актуатор
Пиезоелектрични керамички активирајући елементи су подељени на монолитни тип бочног проширења, тип савијања, дебљински ламинирани тип, бочни ламинирани тип, тип цеви, тип чинеле, итд. Они се широко користе у ваздухопловству, цоммон раил ињекторима, брзим интелигентним вентилима, нанометарском позиционирању , микромашинска обрада, ласерски жиро систем компензације микро померања, контрола деформације деформабилног огледала, хард диск (позиционирање магнетне главе), оптички инструмент (подешавање оптичке осе, подешавање фокуса), пиезоелектрична пумпа, жакард систем за плетење, читач слепих, итд. актуатори су технички тешки, а тренутно их може урадити само неколико компанија у свету. Кина има спор почетак. Тренутно, компјутерске жакардне машине за плетење примењују пиезоелектричне актуаторе у великим количинама. , Панте Елецтриц Церамицс је постао један од произвођача који може да произведе читав низ пиезоелектричних актуатора, а домаћа примена се постепено формира, а очекује се да ће у будућности формирати веће тржиште.
(6) Пиезоелектрично прикупљање енергије
Пиезоелектрична ћебад (Јапан је користио пиезоелектричне ћебад за напајање знакова подземне железнице), пиезоелектричне ципеле (поставите пиезоелектричне уређаје за прикупљање енергије на ђонове ципела за генерисање струје приликом ходања, што се може користити за пуњење батерије и грејање тела ципеле, итд.), Производња мишићне енергије (напајање за електронске уређаје уграђене у тело), хибридно и потпуно прикупљање енергије вибрација електричних возила (које не само да може побољшати ефекат смањења вибрација, већ и продужити уштеду енергије уносом прикупљене електричне енергије у батерију) , производња енергије океанских таласа, итд. Пиезоелектрични керамички сакупљач енергије се користи као стални извор енергије за биоелектронске уређаје. Овај пројекат је пријављен, а домаће истраживачке институције су почеле да га проучавају, што ће пацијенте са уграђеним електричним уређајима спасити од муке замене батерија; опоравак енергије вибрација аутомобила је такође. Постат ће неизоставни део потпуно електричних и хибридних возила; моја земља има дугу обалу, а производња енергије таласа ће такође постати најчистији и најјефтинији нови извор енергије.
(7) Пиезоелектрични фреквентни уређај
За генерисање и обраду фреквентних сигнала користе се резонатори, филтери, трапови итд., направљени од резонантних карактеристика пиезоелектричне керамике. Често коришћени уређаји за обраду фреквенције, као што су филтери, брзо опадају, тако да је њихово тржиште у фази брзог смањења.
(8) Пиезоелектрични трансформатор
Пиезоелектрични трансформатори се углавном користе за напајање мале струје, високог напона. Главни предмет примене првобитног истраживања и развоја било је напајање позадинским осветљењем дисплеја са течним кристалима као што су преносиви рачунари, али сада већина њих користи ЛЕД позадинско осветљење и више им нису потребна високонапонска и нискострујна напајања, тако да сада само користе се неке мале електричне палице и генератори негативних јона. велико тржиште апликација.
(9) Пиезоелектрични детонациони елемент за паљење
Оклопни пројектил који је испалио противтенковски топ одмах би експлодирао у контакту са теном, разбијајући тенк. То је зато што је бојева глава опремљена пиезоелектричном керамиком, која може претворити јаку механичку силу када се судара у тренутни високи напон и експлодирати искру да детонира експлозив. Сада су плински штедњаци и упаљачи такође направљени од пиезоелектричне керамике. Све док прстом притиснете дугме за паљење, пиезоелектрична керамика на упаљачу може да генерише висок напон, формира електричне варнице и запали гас, и може се користити дуго времена. Стога, пиезоелектрични упаљачи нису само једноставни за употребу, сигурни и поуздани, већ имају и дуг животни век. На пример, упаљач направљен од пиезоелектричне керамике од оловног титаната може се користити више од милион пута. Тренутно не постоји бољи алтернативни производ за детонирајуће компоненте за паљење, а тржиште апликација стално расте.
