演示文稿壓電陶瓷介紹和測試方法課件

演示文稿壓電陶瓷介紹和測試方法課件第一頁，共10頁。（優(yōu)選）壓電陶瓷介紹和測試方法課件第二頁，共10頁。主要內(nèi)容基本知識介紹壓電材料壓電效應(yīng)壓電式傳感器工作原理、技術(shù)參數(shù)及等效模型HSAPZT壓電陶瓷應(yīng)用介紹組成架構(gòu)及工作原理PZT不良背景介紹測試方法推薦第三頁，共10頁?；局R介紹壓電材料定義在外力作用下產(chǎn)生電流，或反過來在電流作用下產(chǎn)生力或形變的一種功能材料類別參數(shù)類別材料成分特性石英晶體單晶體、水晶（人造、天然）SiO2d11=2.31×10-12C/N，壓電系數(shù)穩(wěn)定，固有頻率穩(wěn)定承受壓力700-1000Kg/cm2壓電陶瓷人造多晶體鈦酸鋇、PZT鋇、鈮酸鹽系壓電系數(shù)高d33=190×10-11C/N品種多、性能各異新型壓電材料壓電半導(dǎo)體壓電特性半導(dǎo)體特性集成壓電傳感器有機(jī)高分子壓電材料質(zhì)輕柔軟、抗拉強(qiáng)度高、機(jī)電耦合系數(shù)高壓電常數(shù)彈性常數(shù)（剛度）介電常數(shù)機(jī)電耦合系數(shù)電阻居里點(diǎn)壓電效應(yīng)強(qiáng)弱：靈敏度固有頻率、動態(tài)特性固有電容、頻率下限機(jī)電轉(zhuǎn)換效率泄漏電荷、改善低頻特性喪失壓電性的溫度第四頁，共10頁。基本知識介紹壓電材料PZT壓電陶瓷（鋯鈦酸鉛陶瓷）---壓電效應(yīng)用鋯、鈦、鉛的氧化物配制后燒結(jié)而成。一般采用雙模結(jié)構(gòu)（壓電陶瓷片+金屬振動片）P-->“Pb”（鉛元素），Z-->“Zr”（鋯元素），T-->“Ti”（鈦元素）

特點(diǎn)具有顯著的介電、壓電和鐵電特性PZT鐵電厚膜兼有塊狀材料和薄膜的優(yōu)點(diǎn)，可在低壓和高頻條件工作壓電厚膜微致動器作為磁記錄行業(yè)的首選材料，被用來解決硬盤驅(qū)動器磁頭精確定位的難題應(yīng)用范圍：機(jī)械能電能相互轉(zhuǎn)換類傳感器電極電極第五頁，共10頁?；局R介紹壓電效應(yīng)正壓電效應(yīng)：外界應(yīng)力作用下（機(jī)械能），表面產(chǎn)生電荷（電能）逆壓電效應(yīng)：外加電場作用下（電能），一定方向產(chǎn)生機(jī)械形變或機(jī)械壓力電能機(jī)械能正壓電效應(yīng)逆壓電效應(yīng)＋＋＋＋＋－－－－－－－－－－＋＋＋＋＋

極化方向F－＋－－－－－－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－極化方向電場方向Ｅ正壓電效應(yīng)逆壓電效應(yīng)形變后的狀況形變前的狀況電能機(jī)械能電能機(jī)械能第六頁，共10頁?；局R介紹壓電傳感器工作原理是以某些電介質(zhì)的壓電效應(yīng)為基礎(chǔ)，在外力作用下，在電介質(zhì)的表面上產(chǎn)生電荷，從而實(shí)現(xiàn)非電量測量表現(xiàn)形式壓電介質(zhì)壓電器件受力、表面形變電荷第七頁，共10頁?；局R介紹等效模型正壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)等效模型如下：正壓電效應(yīng)：F（應(yīng)力或形變）輸入--->Q\U（電量或電壓）逆壓電效應(yīng)：Q\U（電量或電壓）輸入--->F（應(yīng)力或形變）輸出正壓電效應(yīng)：Q=d33*F

d33為壓電參數(shù)：壓電材料把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芑虬央娔苻D(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的轉(zhuǎn)換系數(shù)，它為反映力學(xué)量(應(yīng)力或應(yīng)變)與電學(xué)量(電位移或電場)間相互耦合的線性響應(yīng)系數(shù)

測量儀器：

ZJ-3AN型準(zhǔn)靜態(tài)d33測量儀

壓電介質(zhì)電壓輸出壓力輸入F應(yīng)力輸入電壓輸出正壓電效應(yīng)壓電介質(zhì)電壓輸入形變輸出電壓輸入形變輸出產(chǎn)生逆壓電效應(yīng)第八頁，共10頁?；局R介紹等效電路靜電發(fā)生器或絕緣介質(zhì)平板電容器：外部機(jī)械硬力作用下，電極兩端產(chǎn)生極性相反電量相等的電荷＋＋＋＋――――QQ電極壓電晶體Ca壓電傳感器機(jī)械應(yīng)力F+++++____

_形變時電極會產(chǎn)生異性等量電荷等效靜電發(fā)生器電容器電極QCaUaCa電壓等效模型電荷等效模型FQ=U*C壓電常數(shù)d第九頁，共10頁。HSAPZT壓電陶瓷應(yīng)用介紹HSA（磁頭懸臂裝置）結(jié)構(gòu)及功能介紹PZT元件作用是利用其高壓電常數(shù)特性，使讀寫磁頭發(fā)生水平位移，從而使HSA水平旋轉(zhuǎn)和精確尋軌HSAPZT結(jié)構(gòu)切片示意圖HSAPZT結(jié)構(gòu)示意圖PZT元件U型剛體PZT元件環(huán)氧膠環(huán)氧膠U型剛體U型剛體HSA壓電