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1、壓電技術與應用德霖技術學院機械工程系林憲陽講員簡介----林憲陽現任：德霖機械工程系專任副教授兼系主任學歷：國立台灣大學機械工程碩士及博士學術榮譽：91年中國機械工程學會博士論文獎第一名、91年中國力學學會論文競賽第二名、92年中華民國力學學刊論文獎第二名著作：新型專利三篇、期刊論文12篇（SCI）計畫：產學計畫兩件、研究計畫8件（自91年至今）代表德霖學院申請92年壓電微致動器技術研發中心執行教育部重點特色計畫『3C產品同步工程研發中心』規劃並執行92年職訓局『半導體及平面顯示器』就業專精學程、93年教育部最後一哩試辦計畫、95年產業園區人才培育計畫PiezoelectricHisto
2、ryPiezoelectricEffectPiezoelectricPrinciplePiezoelectricMaterialsPiezoelectricApplications內容大綱PiezoelectricHistory西元1880年，居禮兄弟（PierreandJacquesCurie）在石英晶體及羅息鹽（RochelleSalt）等晶體若施加機械應力，則會產生電極化現象，這種效應被稱作壓電性（Piezoelectricity）。西元1917年，PaulLangevin發展出第一個壓電工程應用：超音波水下偵測器，用來偵測水下潛水艇，這個潛水艇偵測器主要是將一很薄的石英晶體包覆於
3、兩片鐵板內並黏結成一體，使其通電後能發出一高頻聲響，再接收打到物體表面後回傳訊號，以來回時間判斷其距離及位置。PierreCurie(1859-1906),NobelPrizeinPhysics,1903JacquesCurie(1856-1941)PaulLangévin(1872--1946DirectPiezoelectricEffectvoltageproducedbetweensurfacesofadielectricsolid(nonconductingsubstance)whenamechanicalstressisappliedtoitInversePiezoelectr
4、icEffectwhenanelectricfieldisapplied,thestructurechangesshapeproducingdimensionalchangesinthematerialPiezoelectricEffectmorganelectroceramics/tutorials/piezoguide3.htmlPiezoelectricPrinciple(1/3)Piezoelectricityisthecombinedeffectoftheelectricalbehaviorofthematerial:WhereDistheelectricdisplacemen
5、t,ispermittivityandEiselectricfieldstrength,andHooke'sLaw:WhereSisstrain,siscomplianceandTisstress.Thesemaybecombinedintoso-calledcoupledequations,ofwhichthestrain-chargeformis:正壓電效應―施加應力在壓電晶體上,會產生電荷。D=Q/A=dT-+F+-+-F+--+PiezoelectricPrinciple(2/3)逆壓電效應―施加電壓在壓電晶體上,會產生應變。S=dE+-+-++--PiezoelectricPr
6、inciple(3/3)對壓電陶瓷(PZT)而言PiezoelectricMaterials石英（Quartz）鋯鈦酸鉛陶瓷（PZT、PLZT）聚偏二氟乙烯（PVDF）複合材料–陶瓷/高分子複合材料石英是由矽和氧（二氧化矽）組合而成並具有壓電效應，當一電位加在晶片表面時，它就會產生變形或振動現象掌握這種振動現象，控制其發生頻率的快慢以及精確程度就是石英震盪器的設計與應用壓電陶瓷（PZT）PolyvinylideneFluoride,orPVDF又稱為KYNAR®，是一種高分子聚合物，其壓電性質非常好，常用於感測器及電池應用PZT應用限制電壓:電壓方向與極性相反時,會有去極化作用;電壓值大
7、於崩潰電壓,壓電陶瓷會破損。功率:功率愈高壓電陶瓷會發熱,造成去極化或破損。溫度:溫度愈高,壓電性逐漸減弱,高於居禮溫度時,永久喪失壓電性。應力:應力方向與極化方向相反時,會有去極化作用;外力超過機械強度,會破損。PiezoelectricApplications致動器（Actuator）產生器（Generator）感測器（Sensor）換能器（Transducer）變壓器（Transformer）ActuatorsUnimorph
