PZT壓電陶瓷介紹和測試方法課件

PZT壓電陶瓷介紹和測試方法Preparedby:WenjieZhuang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基本知識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高分子壓電材料質(zhì)輕柔軟、抗拉強度高、機電耦合系數(shù)高壓電常數(shù)彈性常數(shù)（剛度）介電常數(shù)機電耦合系數(shù)電阻居里點壓電效應(yīng)強弱：靈敏度固有頻率、動態(tài)特性固有電容、頻率下限機電轉(zhuǎn)換效率泄漏電荷、改善低頻特性喪失壓電性的溫度基本知識介紹壓電效應(yīng)正壓電效應(yīng)：外界應(yīng)力作用下（機械能），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)生機械形變或機械壓力電能機械能正壓電效應(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械能電能機械能基本知識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、表面形變電荷基本知識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)：壓電材料把機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芑虬央娔苻D(zhuǎn)變?yōu)闄C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)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壓電微制動器交變電壓PZT元件HSA電荷變化位移變化精確尋軌懸臂彈性區(qū)懸臂剛性區(qū)滑塊壓電微制動器音圈