Hva er arbeidsprinsippet for ultralyd piezoelektrisk keramikk?
Prinsippet for piezoelektrisk keramisk ark: Når trykk eller spenning påføres det keramiske arket, genereres ladninger med motsatte polariteter i begge ender av det keramiske arket, og strøm genereres gjennom kretsen. Denne effekten kalles den piezoelektriske effekten. Hvis en transduser laget av denne piezoelektriske keramikken settes i vann, under påvirkning av lydbølger, vil ladninger bli indusert i begge ender av transduseren, som er lydbølgemottakere. Videre er den piezoelektriske effekten reversibel. Hvis et vekslende elektrisk felt påføres det piezoelektriske keramiske arket, blir det keramiske arket tynnere og tykkere fra tid til annen, og vibrerer og sender ut lydbølger. Derfor er problemet med ultralydsenderen løst.
Det er to materialer for piezoelektriske keramiske transdusere: magnetostriktive metaller og piezoelektrisk keramikk. Hensikten med denne artikkelen er å designe transdusere for høyeffekt mekanisk ultralydbearbeiding, så bare piezoelektriske keramiske transdusere vil bli diskutert. Som et energioverføringsnettverk har en piezoelektrisk keramisk transduser problemet med energikonverteringseffektivitet. Konverteringseffektiviteten er relatert til valg av transdusermateriale, vibrasjonsform, strukturen til det mekaniske vibrasjonssystemet (inkludert støttemekanismen) og driftsfrekvens. Derfor, i utformingen av ultralydtransdusere, bør ulike faktorer vurderes, slik som akustisk impedans, frekvensrespons, impedanstilpasning, akustisk struktur, vibrasjonsmoduser og konverteringsmaterialer, og hvordan man designer og koordinerer disse faktorene slik at den elektroakustiske konverteringen kan oppnå best verdi.
Piezoelektrisk keramisk transduser er et elektronisk keramisk materiale med piezoelektriske egenskaper. Hovedforskjellen fra en typisk piezoelektrisk kvartskrystall uten ferroelektriske komponenter er at krystallfasene som utgjør hovedkomponentene alle er ferroelektriske krystallkorn. Fordi keramikk er polykrystallinske aggregater med tilfeldig orienterte korn, er den spontane polarisasjonsvektoren til hvert ferroelektriske korn også desorientert. For at keramikken skal utvise makroskopiske piezoelektriske egenskaper, må den piezoelektriske keramikken polariseres i et sterkt elektrisk DC-felt etter avfyring, og endeflaten utsettes for flere elektroder, slik at polarisasjonsvektoren til den opprinnelige uordnede orienteringen fortrinnsvis er orientert i retningen til det elektriske feltet, og etter at det elektriske feltet er eliminert, vil den piezoelektriske keramikken etter polariseringsbehandling opprettholde en viss makroskopisk gjenværende polarisering, slik at keramikken har et visst trykk.
