大位移量、高精度壓電陶瓷片及組件

2021-03-01 賢集網企業技術服務平臺

技術簡介

      壓電陶瓷是一種能夠將機械能和電能互相轉換的功能陶瓷材料，被廣泛應用在航空航天、遙感探測、無損探傷、醫療衛生、氣象探測、地震探測、地質勘探等領域，以實現能量轉換、傳感、驅動、頻率控制等功能。應用於雷射慣導系統的雷射陀螺儀具有全固態、可靠性高、靈敏度高等優點，是定位定向姿態系統、慣性天文組合導航系統和旋轉調製管道系統的理想部件，其核心元部件—雷射腔長補償片和抖動輪抖動片採用壓電陶瓷製作而成。壓電材料的性能對雷射陀螺的精度起到了決定性的作用。為滿足使用要求壓電陶瓷材料必須要有很高的壓電應變常數，較大的彈性模量，這樣可以實現在較低的激勵電壓下即可產生可觀的微位移量；同時考慮到工作的穩定性又要具有較高的居裡溫度。目前，本單位採用鋯鈦酸鉛（PZT）壓電陶瓷為基礎，為獲得更優良的壓電性能和力學性能，在PZT的基礎上進行多種元素的摻雜，通過獨特的合成、燒結和極化工藝來製備具有大位移量的壓電陶瓷材料。


技術指標

主要的技術指標如下：
壓電應變常數d33≥650 pC/N；
彈性柔順係數S11E值≤1.7×10-11 m2/N；
介電損耗tanδ≤2 %；
居裡溫度TC>280℃。


技術特點

       本單位通過不斷地材料研發試驗和工藝技術攻關，掌握了一套獨特的壓電陶瓷製備技術，其技術特點和優勢如要有：
1.掌握了多種元素摻雜對配方影響的規律，可以按照性能要求選用材料和配方；
2.採用獨特的磨料工藝使粉料細化；
3.根據原料的特點和化學反應原理採用分步合成技術得到穩定的陶瓷粉料；
4.根據燒結傳質過程的特點，得到高緻密度的陶瓷；
5.採用高溫極化工藝，充分發揮材料的壓電性能。
       目前，國內廠家研製的壓電陶瓷產品基本能夠滿足器件的的功能和性能要求，但是生產質量多有波動。在面對雷射陀螺對壓電陶瓷新要求的情況下，這些產品便顯出位移量小，帶載能力小等問題，不能滿足器件水平發展提出的更高要求，例如，壓電應變常數d33小於650 pC/N，居裡溫度小於250℃。本單位通過不斷地材料研發和工藝攻關使壓電陶瓷材料的水平不斷提高，壓電陶瓷的性能可以滿足雷射陀螺器件發展的新要求。


預期效益

      通過本項目的轉化，為民用雷射陀螺器件和其它壓電陶瓷應用領域提供高性能和穩定性的材料，可以推動民用雷射陀螺器件生產和應用的快速發展，具有可觀的經濟效益和社會效益。

【來源：http://www.xianjichina.com/convert/details_13.html 轉載請註明來自賢集網】

相關焦點

  • 基於ARM的高解析度壓電陶瓷驅動電源
    摘要：根據壓電陶瓷微位移器對驅動電源的需求，設計了壓電驅動電源系統。關鍵詞：ARM；壓電陶瓷；驅動電源；PI控制器0 引言 壓電陶瓷驅動器(PZT)是微位移平臺的核心，其主要原理是利用壓電陶瓷的逆壓電效應產生形變，從而驅動執行元件發生微位移。
  • 基於PZT壓電陶瓷的光纖光柵傳感器信號解調方法有哪些?
    它的位移一般為長度的1‰。例如，高9mm壓電陶瓷疊堆的位移約為9μm。驅動電壓通常為150V。方形截面積可選1．22×1．3、1．66×1．72、2×3、3．5×3．5、5×5、7×7、10×10、14×14、25×25mm，環形外／內徑可選14／10、20／15mm。標準高度有1．7、5、9、10、13．5、18、20、25mm等，也可進行疊堆增加高度和位移。
  • 一種新型壓電陶瓷驅動電源的研究
    壓電陶瓷是一種微驅動材料，具有體積小、位移解析度高、頻響高、無噪聲、不發熱、輸出有效頻帶寬、使用壽命長、位移精度非常高、驅動能力可達幾十牛到幾百牛[1-2]等特點，使得壓電陶瓷在動態定位領域的應用越來越廣泛。
  • 壓電陶瓷原理
    壓電陶瓷是一種能夠將機械能和電能互相轉換的功能陶瓷材料，屬於無機非金屬材料。壓電陶瓷具有敏感的特性，可以將極其微弱的機械振動轉換成電信號，可用於聲納系統、氣象探測、遙測環境保護、家用電器等。壓電陶瓷對外力的敏感使它可以感應到十幾米外飛蟲拍打翅膀對空氣的擾動，用它來製作壓電地震儀，能精確地測出地震強度，指示出地震的方位和距離，這不能不說是壓電陶瓷的一大奇功。
  • 基於PZT壓電陶瓷的光相位調製!
    PZT壓電陶瓷具有逆壓電效應，即在施加電壓信號下可產生對應電壓信號的微位移，且具有納米級高解析度及微秒級響應速度的特點，滿足對光相位調製的精度。PZT壓電陶瓷移相器也是各種幹涉儀器中的主要組成部件，它的精度將直接影響幹涉儀的測量精度。
  • 壓電陶瓷致動器的直線運動應用
    微升和納升分配 當需要分配微升或納升體積時，它需要非常精確的運動來控制分配，由壓電陶瓷致動器促動隔膜泵或閥門是一種常見的解決方案。通過給壓電陶瓷施加電壓，改變其位移的大小和速率，從而達到微升或納升分配的目的。
  • 壓電陶瓷諧振頻率的常見問題
    壓電陶瓷屬于振蕩機械系統，諧振頻率是在壓電陶瓷一端固定另一端自由移動狀態下採用非常低的電壓信號激勵下測得的。壓電陶瓷的諧振頻率是由壓電陶瓷的剛度以及其有效質量所決定的，也可以通過公式計算得出：當外部負載後壓電陶瓷的諧振頻率會改變嗎？
  • 一文了解無鉛壓電陶瓷
    （一）什麼是壓電陶瓷壓電陶瓷是一種能夠將機械能和電能互相轉換的信息功能陶瓷材料，除具有優越的壓電性能外，還具有介電性、彈性等，居裡溫度高，機電耦合係數及機械品質因數大，溫度穩定性和耐久性好的優勢壓電陶瓷利用其材料在機械應力作用下，來引起內部正負電荷中心相對位移而發生極化，導致材料兩端表面出現符號相反的束縛電荷即壓電效應而製作，具有敏感的特性。
  • 壓電陶瓷之一:結構
    若在一塊具有電極、經過極化處理的壓電陶瓷上方增加一個力，陶瓷片大概率會發生形變，並伴隨電效應（如放電或充電現象）的產生，這種由於形變而產生電效應
  • 常用的壓電材料有哪些_壓電材料的特點_壓電材料的應用
    > 　　（2）機械性能：機械強度高、剛度大； 　　（3）電性能：高電阻率和高介電常數，防止加載驅動電場時被擊穿； 　　（4）環境適應性：溫度和溼度穩定性好，要求具有較高的居裡點，工作溫度範圍寬； 　　（5）時間穩定性：要求壓電性能不隨時間變化，增強壓電材料工作穩定性和壽命。
  • 採用ARM的壓電陶瓷驅動電源結構及電路
    隨著現如今電源設計的多樣化，壓電陶瓷驅動電源開始佔據市場的一席之地，其在一些特殊場合有著傳統電源無法比擬的優點。在本文中，小編將為大家介紹一種高解析度的壓電陶瓷驅動電源系統結構及電路設計方案。
  • 歸類分析 | 壓電陶瓷蜂鳴片的歸類分析
    壓電陶瓷蜂鳴片，用鋯酸鉛、鈦酸鉛等製成的壓電陶瓷片，以銅片為基片和電極層，根據壓電效應原理接點後產生振動發出聲音。可直接接入電路中用於儀器儀表中充當蜂鳴器使用，亦可安裝腔體形成蜂鳴器。一、壓電陶瓷蜂鳴片可在儀器儀表中直接當做蜂鳴器使用，應按蜂鳴器歸入8531.8010；二、壓電陶瓷蜂鳴片即使安裝腔體形成蜂鳴器，作為蜂鳴器的一部分。
  • 奧迪威:深掘壓電陶瓷特性,多重應用引人矚目
    壓電陶瓷，一種能夠將機械能和電能互相轉換的功能陶瓷材料，屬於無機非金屬材料。這是一種具有壓電效應的材料。由於壓電陶瓷本身具備的物理特性，其衍生應用非常廣泛。
  • 壓電陶瓷超聲波傳感器的工作原理及結構特徵
    眾所周知，壓電陶瓷是製作超聲波傳感器探頭的常用材料。下面就了解一下壓電陶瓷超聲波傳感器的工作原理及結構特徵。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/160094.htm當電壓作用於壓電陶瓷時，壓電陶瓷就會隨電壓和頻率的變化產生機械變形。另一方面，當振動壓電陶瓷時，則會產生一個電荷。
  • 壓電陶瓷傳感器的特性及工作原理解析
    打開APP 壓電陶瓷傳感器的特性及工作原理解析 與非網 發表於 2019-09-25 14:49:47 陶瓷的壓電性 某些電介質（如石英、電氣石、酒石酸鉀鈉等晶體）在特定方向受力作用下會產生電荷位移，從而在其兩端表面間出現電勢差；反之，在其兩端表面間加上電壓，則電介質會發生彈性形變。
  • 陶瓷界的「抗疫多面手」——壓電陶瓷材料丨科普矽立方
    然而，在這些醫療物資生產和供應的背後，有一種不為人所熟知的陶瓷材料起到了至關重要的作用。那就是本文的主人翁，陶瓷界的抗疫多面手——壓電陶瓷材料。 壓電陶瓷是指通過特定成份粉體原料的混合、合成、成型、高溫燒結，從而得到的微細晶粒無規則集合體，該多晶體能夠實現力與電的互相轉化（如圖1所示）。
  • CERADIR壓電陶瓷課堂「第一回:結構」
    為了更加細緻的分享相關材料的詳細內容，CERADIR先進陶瓷知識小課堂於本周開始正式啟動啦！今天我們要一起學習的主題是：壓電陶瓷的結構。前言若在一塊具有電極、經過極化處理的壓電陶瓷上方增加一個力，陶瓷片大概率會發生形變，並伴隨電效應（如放電或充電現象）的產生，這種由於形變而產生電效應，稱為正壓電效應。相反，若在陶瓷片的電極上加一個電壓，陶瓷片會產生形變效應，這種由於加電壓而產形變效應，則被稱為逆壓電效應。壓電效應整體上反映了陶瓷的「壓」與「電」之間的線性耦合關係。
  • 壓電陶瓷發展史
    直到1944年，人們對「壓電陶瓷」這個術語仍不理解。大約在1940年以前，只知道有兩類鐵電體，一類是羅息鹽與某些關係密切的酒石酸鹽；一類是磷酸二氫鉀鹽和它的同晶型物。前者是一種在常溫下具有壓電性的晶體，在技術上具有使用價值，但是它有容易潮解的缺點；後者要在極低的溫度(低於一148C)下才具有壓電性，因此工程上使用價值不大。
  • 壓電陶瓷之四:應用
    壓電陶瓷點火器是利用壓電陶瓷將機械力轉換為電火花的裝置、壓電陶瓷點火器產生高壓電源的原理，是利用壓電陶瓷元件受機械力作用發生彈性形變而產生高壓輸出，然後通過高壓火花放電，點燃易燃油氣體。壓電陶瓷點火器有壓電打火機、壓電高壓發生器和家用壓電陶瓷點火器等。壓電陶瓷變壓器是利用壓電陶瓷的電能→機械能→電能的機電能的二次變換，在諧振頻率獲得最高升壓輸出的裝置。
  • 高動態壓電陶瓷促動器的特性及技術參數
    高壓柱形壓電陶瓷促動器是驅動電壓為1000V，帶有預載力柱形機械封裝壓電陶瓷。可承受一定的拉力，內置大出力壓電陶瓷，出力大，可達50000N，主要用於大負載的動態應用。熱量能夠有效的從陶瓷轉移到殼體。熱穩定殼體材料為高效熱傳導金屬。熱穩定不會改變陶瓷的尺寸，採用熱穩定結構功率可提高2~3倍。例如：PSt1000/16/150VS25加熱穩定及散熱片，使用頻率可達到500Hz。