Промишлени приложения на пиезоелектрична керамика
Пиезоелектричните керамики са нови високотехнологични неорганични неметални функционални материали. С непрекъснатото задълбочено изследване и подобряване на материалите и процесите, приложението на технологията за пиезоелектрична керамика става все по-обширно. Пиезоелектричните материали са широко използвани в областта на сензорите, задвижващите механизми, преобразувателите, безразрушителното изпитване и комуникационните технологии като механични, електрически, звукови, светлинни и топлинно чувствителни материали. С развитието на високите технологии приложението на пиезоелектричната керамика ще става все по-широко.
Основният материал е ключов фактор при определяне на производителността на продукта. Понастоящем пиезоелектричните керамични материали с устойчивост на висока температура, устойчивост на високо налягане, висока чувствителност и ниски загуби са признатите направления за изследване и развитие на световната индустрия. Въпреки че има много изследвания върху безоловни пиезоелектрични керамични материали, те все още не са достигнали практическото ниво. ниво и не може да замени съществуващата пиезоелектрична керамика, съдържаща олово, в краткосрочен план.
Настъпването на ерата на мобилния интернет и появата на търсенето на малко и ултратънко крайно оборудване, висока надеждност и ниска консумация на енергия предоставиха добра възможност за приложение и развитие на пиезоелектрични керамични продукти. Особено ламинираните продукти могат да бъдат направени в пиезоелектрични приемници, високоговорители, звукови системи за задната част на мобилния телефон, звукови системи за екранни вибрации, MEMS микрофони, пиезоелектрични високочестотни компенсационни преобразуватели и др. Традиционните продукти са най-добрият избор за мобилни комуникационни терминали. По-тънките продукти са тенденцията на бъдещето.
Пиезоелектричните керамични устройства не само се използват широко в промишлени и граждански продукти, но също така имат голям брой приложения в армията. Например, пиезоелектричната керамика се прави в подводни акустични преобразуватели, които могат да се използват като чифт ярки „очи“ за ядрени подводници, които могат безпроблемно да извършват подводна навигация, комуникация, разузнаване на вражески кораби и почистване на вражески мини. Пиезоелектрическите предпазители могат точно да запалят и взривят бронебойни бомби и други смъртоносни оръжия; пиезоелектричните задвижващи механизми с микроизместване са незаменим ключов компонент в системите за прецизно позициониране; пиезоелектричните жироскопи, направени от пиезоелектрична керамика, са незаменими в космонавтиката. Липсващият "кормчия" и т.н.
Пиезоелектричната керамика се използва в широк спектър от приложения. Някои от основните приложения са изброени по-долу:
(1) Електроакустичен преобразувател
Електроакустичните преобразуватели се използват главно в различни аларми, микрофони с костна проводимост, приемници, пиезоелектрични високоговорители и др.
Алармата може да се използва за всички видове аларми за домакински уреди, аларми за дим, аларми за крадец на автомобили, противопожарна защита, аларми за лична безопасност и др. Микрофонът с костна проводимост преобразува гласовия сигнал от вибрациите на ушните кости в електрически сигнали, така че за преобразуване на гласовия сигнал в електрически сигнал. Ново поколение предаватели против шум, предавани към приемащия край, такива Bluetooth слушалки в момента се предлагат в Япония; пиезоелектричните приемници и високоговорители имат характеристиките на ултратънки и ниска консумация на енергия.
Електроакустичните преобразуватели, използвани в общи аларми, все още не са заменили продуктите и все още имат голям пазар, докато алармите с високо звуково налягане в специални среди ще имат по-голямо увеличение на алармите; С развитието на консумацията на енергия пиезоелектричните приемници и високоговорители ще станат най-добрият избор за преносими терминали и ще имат добри пазарни перспективи.
(2) Ултразвуков трансдюсер
Ултразвуковите преобразуватели са подходящи за ултразвукови двигатели, ултразвукова пулверизация, сонар, ултразвуково почистване, ултразвуково заваряване, ултразвукова красота, ултразвукова обработка, ултразвуково развъждане, телеметрия и дистанционно управление, наблюдение на трафика, обхват, откриване на течове, откриване на поток и топлина, роботизирано събиране на изображения и т.н.
Понастоящем няма алтернативни продукти за ултразвукови преобразуватели и пазарът на техните приложения се развива стабилно. По-специално, северното отопление ще реализира измерване и зареждане, така че сензорът за топлина ще има голям пазар.
(3) Подводен акустичен преобразувател
В морските битки най-трудното нещо за справяне са подводниците, които могат да се потопят в морето за дълго време и да атакуват пристанища и кораби несъзнателно, причинявайки големи главоболия на врага. Как да намерите вражески подводници? Не можете да разчитате на очите си, нито можете да използвате радар, защото електромагнитните вълни ще отслабнат рязко в морската вода и не могат да предават сигнали ефективно. Откриването на подводници разчита на сонар - подводни уши. Пиезоелектричната керамика е материалът за направата на сонар. Той излъчва ултразвукови вълни, които се отразяват обратно при среща с подводници. След като бъдат получени и обработени, може да се измери азимута и разстоянието на противниковите подводници. Това е незаменимо приложение на технологията за национална отбрана и неговото развитие се състои в увеличаване на мощността на предаване и подобряване на чувствителността на приемане, така че разстоянието на откриване да може да бъде напълно подобрено.
(4) Пиезоелектрична система за гасене на вибрации
Пиезоелектричните системи за намаляване на вибрациите могат да бъдат разделени на пасивно намаляване на вибрациите и активно намаляване на вибрациите. Пасивното намаляване на вибрациите е да се подготви слой от съпротивителен филм върху повърхността на пиезоелектрична керамика, пиезоелектричната керамика преобразува вибрациите или шума в електрическа енергия, токът се преобразува в топлинна енергия през съпротивителния филм и топлинната енергия се изнася през топлинния проводник към играят ролята на намаляване на вибрациите и намаляване на шума; Активното намаляване на вибрациите е да се комбинира пиезоелектрична керамика върху обекта, който трябва да бъде намален, да се преобразува неговата форма на вибрационна вълна в съответен волтажов сигнал и да се извърши обратна вибрация чрез настройка на фазата и усилване към преобразувателя, свързан към вибриращия елемент, като по този начин се потискат вибрациите, за да се постигне с цел намаляване на вибрациите. Понастоящем няма много приложения от този тип и повечето от тях все още са в експериментален етап, като например компютърни системи за намаляване на шума и вибрации, изисквани от някои военни устройства и т.н., и ще имат добри пазарни перспективи.
(5) Пиезоелектричен задвижващ механизъм
Пиезоелектричните керамични задействащи елементи се разделят на монолитен тип странично разширение, тип огъване, ламиниран тип с дебелина, страничен ламиниран тип, тип тръба, тип чинели и т.н. Те се използват широко в космическата промишленост, инжектори с обща релса, високоскоростни интелигентни клапани, нанометрово позициониране , микрообработка, система за компенсиране на микроизместване на лазерен жироскоп, контрол на деформацията на деформируемо огледало, твърд диск (позициониране на магнитна глава), оптичен инструмент (регулиране на оптичната ос, настройка на фокуса), пиезоелектрическа помпа, жакардова система за плетене, сляп четец и др. актуаторите са технически трудни и в момента само няколко компании в света могат да ги правят. Китай има бавен старт. Понастоящем компютърните жакардови плетачни машини са приложили пиезоелектрични задвижващи механизми в големи количества. , Pante Electric Ceramics се превърна в един от производителите, които могат да произвеждат пълна гама от пиезоелектрични задвижващи механизми, а домашните приложения постепенно се оформят и се очаква да формира по-голям пазар в бъдеще.
(6) Събиране на пиезоелектрическа енергия
Пиезоелектрични одеяла (Япония е използвала пиезоелектрични одеяла за захранване на знаци на метрото), пиезоелектрични обувки (поставете устройства за събиране на пиезоелектрическа енергия върху подметките на обувките, за да генерирате електричество при ходене, което може да се използва за зареждане на батерии и отопление на тялото на обувката и т.н.), Генериране на мускулна енергия (захранване за електронни устройства, имплантирани в тялото), хибридно и пълно събиране на енергия от вибрации на електрически превозни средства (което може не само да подобри ефекта на намаляване на вибрациите, но също така да удължи спестяването на енергия чрез подаване на събраната електрическа енергия в батерията) , генериране на енергия от океански вълни и др. Пиезоелектрическият керамичен енергиен комбайн се използва като постоянен източник на енергия за биоелектронни устройства. Този проект беше докладван и местните изследователски институции започнаха да го изучават, което ще спести пациенти с имплантирани електрически устройства от болката при смяна на батерии; възстановяването на енергията от вибрациите на автомобилите също е. Ще стане незаменима част от изцяло електрическите и хибридните превозни средства; моята страна има дълга брегова ивица и генерирането на енергия от вълни също ще стане най-чистият и евтин нов източник на енергия.
(7) Пиезоелектрично честотно устройство
За генериране и обработка на честотни сигнали се използват резонатори, филтри, уловители и др., изработени от резонансните характеристики на пиезоелектричната керамика. Често използваните устройства за честотна обработка като филтри бързо намаляват, така че пазарът им е в етап на бързо свиване.
(8) Пиезоелектрически трансформатор
Пиезоелектричните трансформатори се използват главно за захранвания с малък ток и високо напрежение. Основният обект на приложение на първоначалните изследвания и разработки беше захранването със задно осветяване на дисплеи с течни кристали като преносими компютри, но сега повечето от тях използват LED задно осветяване и вече не се нуждаят от захранвания с високо напрежение и нисък ток, така че сега само използват се някои малки електрически палки и генератори на отрицателни йони. голям пазар на приложения.
(9) Елемент с пиезоелектрическо детонационно запалване
Бронебойният снаряд, изстрелян от противотанковото оръдие, незабавно експлодира при контакт с танка, разбивайки танка. Това е така, защото бойната глава е снабдена с пиезоелектрична керамика, която може да преобразува силната механична сила при сблъсък в мигновено високо напрежение и да избухне искра, за да детонира експлозива. Сега газовите печки и запалките също се изработват от пиезокерамика. Докато натискате бутона за запалване с пръст, пиезоелектричната керамика на запалката може да генерира високо напрежение, да образува електрически искри и да запали газа и може да се използва дълго време. Поради това пиезоелектрическите запалки са не само лесни за използване, безопасни и надеждни, но и имат дълъг живот. Например, запалка, изработена от пиезоелектрична керамика от оловен титанат, може да се използва повече от 1 милион пъти. Понастоящем няма по-добър алтернативен продукт за детониране на компоненти за запалване и пазарът на приложения непрекъснато нараства.
