锆钛酸铅材料

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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锆钛酸铅材料　　锆钛酸铅(PZT)在压电陶瓷驱动器中的应用　　1前言　　智能材料包括感知材料和驱动材料。感知材料是一类对外界或内部的应力、应变、热、光、电、磁、辐射能和化学量等参量具有感知功能的材料,用它们可以制成各种传感器件;驱动材料则是能对环境条件或内部状态变化作出响应并执行动作的材料,用它们可以制成各种驱动器件。智能器件是由智能材料所制成的、具备传感驱动功能的执行器。智能结构则是由材料和器件所构成的,集传感、信号处理、控制和

2、驱动于一体的材料系统或结构体系,它能感知环境或内部参量,进行信息处理,发出指令,执行并完成动作,从而实现自诊断、自修复和自适应等多种功能。　　智能材料系统和结构的应用十分广泛,不仅在国防尖端武器如飞机、军舰等,而且在国民经济各个领域,特别是高技术领域具有重大战略意义。当前完成智能材料系统和结构的主要材料有形状记忆材料、压电材料(含压电陶瓷、压电聚合物)、电致伸缩材料、光纤和电流变体、磁流变体等。利用这些机敏材料的功能,加上巧妙精细的复合设计和制作便得到驱动、传感和控制于一体的材料系统和结构。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受

3、到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。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　　压电材料是智能材料系统和结构中的一类主要材料。具有压电效应的电介质晶体在机械应力的作用下将产生极化并形成表面电荷,若将这类电介质晶体置于电场中,电场的作用将引起电介质内部正负电荷中心发生相对位移而导致形变。由于压电材料具有上述特性,故可实现传感元件与动作元件的统一。　　压电材料可广泛地应用于智能材料与结构中,特别是可以有效地用于材料损伤自诊断、自适应、

4、减振与噪声控制等方面。压电材料发展的类型主要有单晶、多晶、微晶玻璃、有机高分子、复合材料等。20世纪80年代以来，随着压电陶瓷材料从二元系向三元、多元系的开发研究高潮的结束，压电材料的研究一度进展缓慢。随着科学技术快速发展，应用需求牵引下的开发探索给予了压电材料研究的新动力，加上科技工作者在基础性研究和生产工艺改进上的不懈努力，近十几年来，新型的压电材料不断涌现出，使得压电材料研究的面貌焕然一新。　　2压电材料概述　　压电效应目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业

5、的安全感。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　　压电晶体中,正负离子排列的不对称和晶胞正负电荷重心的不重合形成电偶极矩,这些电偶极矩在某些区域内方向一致成为电畴结构,如图1所示。电畴在晶体上杂乱分布,其极化效应相互抵消,材料内极化强度为零,被直流电场极化后的电畴极化方向趋于同一方向,如图2(a)所示,当外力作用到压电材料上引起变形,材料内部正负束缚电荷的间距变小,极化强度也变小,原来吸附在电极上的自由电荷有部分被释放,出现放电现象,称为正压电效应;如图2(b)所示

6、,在压电材料两极加一定强度电场,片内的正负电荷间距变大,极化强度也变大,电极上又吸附部分自由电荷而出现充电现象,电荷在电路中移动可对外输出机械能,称为逆压电效应。　　压电材料的主要功能是能够把机能转变成电能,反之亦然。表征这一功能的主要参数有:压电系数d、电压系数g和机电耦合系数k。压电系数把极化强度P、应力R和应变S以及外加电场E,通过下式连接起来　　P=dR(1)　　S=dE(2)　　(1)和(2)式中的d在数值上相等。它描述作为驱动材料运动或振动的能力。例如,高功率声纳希望材料的d值要高。　　电压系数g描述压电材料在应力作用下产生的电

7、场,通过介电系数ε把d和g　　连系　　起来　　g=d/ε(3)　　g所描述的是作为传感器材料在低应力作用下可产生高的电压信号的能力。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。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　　机电耦合系数k定义为,k2表示电能转变为机械能或者机械能转变为电能的分数。因为转变从来是不完全的,故k和k2总是小于1。　　压电材料类别　　压电材料按晶体结构分有钙钛矿结构

8、、钨青铜结构、铋层状结构等(如图3所示);按用途或功能分有发射型和接收型压电材料;按性状分有粉体、纤维、薄膜及块体材料;按性质和组成组元分为压电单晶、压电陶瓷、压电聚合物和复合材