Oct 09, 2022Lasciate un messaggio

Qual è il principio di funzionamento della ceramica piezoelettrica ad ultrasuoni?

Qual è il principio di funzionamento della ceramica piezoelettrica ad ultrasuoni?


Il principio del foglio ceramico piezoelettrico: quando si applica pressione o tensione al foglio ceramico, vengono generate cariche di polarità opposte su entrambe le estremità del foglio ceramico e la corrente viene generata attraverso il circuito. Questo effetto è chiamato effetto piezoelettrico. Se un trasduttore realizzato con questa ceramica piezoelettrica viene immerso in acqua, sotto l'azione delle onde sonore, verranno indotte cariche alle due estremità del trasduttore, che sono ricevitori di onde sonore. Inoltre, l'effetto piezoelettrico è reversibile. Se un campo elettrico alternato viene applicato alla lastra di ceramica piezoelettrica, la lastra di ceramica diventa di volta in volta più sottile e più spessa, vibrando ed emettendo onde sonore. Pertanto, il problema del trasmettitore a ultrasuoni è risolto.


Esistono due materiali per i trasduttori ceramici piezoelettrici: metalli magnetostrittivi e ceramiche piezoelettriche. Lo scopo di questo articolo è progettare trasduttori per lavorazioni ad ultrasuoni meccanici ad alta potenza, quindi verranno discussi solo trasduttori ceramici piezoelettrici. Come rete di trasmissione di energia, il trasduttore ceramico piezoelettrico presenta il problema dell'efficienza di conversione dell'energia. L'efficienza di conversione è correlata alla selezione del materiale del trasduttore, alla forma della vibrazione, alla struttura del sistema di vibrazione meccanica (incluso il meccanismo di supporto) e alla frequenza operativa. Pertanto, nella progettazione dei trasduttori a ultrasuoni, è necessario considerare vari fattori, come l'impedenza acustica, la risposta in frequenza, l'adattamento dell'impedenza, la struttura acustica, le modalità di vibrazione e i materiali di conversione e come progettare e coordinare questi fattori in modo che la conversione elettroacustica può raggiungere il miglior valore.


Il trasduttore ceramico piezoelettrico è un materiale ceramico elettronico con proprietà piezoelettriche. La principale differenza rispetto a un tipico cristallo di quarzo piezoelettrico senza componenti ferroelettrici è che le fasi cristalline che costituiscono i suoi componenti principali sono tutte grani di cristallo ferroelettrico. Poiché le ceramiche sono aggregati policristallini con grani orientati in modo casuale, anche il vettore di polarizzazione spontanea di ciascun grano ferroelettrico è disorientato. Affinché la ceramica mostri proprietà piezoelettriche macroscopiche, la ceramica piezoelettrica deve essere polarizzata in un forte campo elettrico CC dopo la cottura e la faccia terminale è soggetta a più elettrodi, in modo che il vettore di polarizzazione dell'orientamento disordinato originale sia orientato preferenzialmente in la direzione del campo elettrico, e dopo che il campo elettrico è stato eliminato, la ceramica piezoelettrica dopo il trattamento di polarizzazione manterrà una certa polarizzazione residua macroscopica, in modo che la ceramica abbia una certa pressione.


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