Ultrasonik piezoelektrik seramiklerin çalışma prensibi nedir?
Piezoelektrik seramik levhanın prensibi: Seramik levhaya basınç veya gerilim uygulandığında, seramik levhanın her iki ucunda zıt kutuplu yükler üretilir ve devre boyunca akım üretilir. Bu etkiye piezoelektrik etki denir. Bu piezoelektrik seramikten yapılmış bir dönüştürücü, ses dalgalarının etkisi altında suya konursa, dönüştürücünün ses dalgası alıcıları olan her iki ucunda yükler indüklenecektir. Ayrıca, piezoelektrik etki tersine çevrilebilir. Piezoelektrik seramik levhaya alternatif bir elektrik alanı uygulanırsa, seramik levha zaman zaman incelir ve kalınlaşır, titreşir ve ses dalgaları yayar. Böylece ultrasonik verici sorunu çözülmüş olur.
Piezoelektrik seramik dönüştürücüler için iki malzeme vardır: manyetostriktif metaller ve piezoelektrik seramikler. Bu makalenin amacı, yüksek güçlü mekanik ultrasonik işleme için transdüserler tasarlamaktır, bu nedenle sadece piezoelektrik seramik transdüserler tartışılacaktır. Bir enerji iletim ağı olarak, piezoelektrik seramik dönüştürücü, enerji dönüştürme verimliliği sorununa sahiptir. Dönüştürme verimliliği, dönüştürücü malzemesinin seçimi, titreşim formu, mekanik titreşim sisteminin yapısı (destek mekanizması dahil) ve çalışma frekansı ile ilgilidir. Bu nedenle, ultrasonik dönüştürücülerin tasarımında, akustik empedans, frekans tepkisi, empedans uyumu, akustik yapı, titreşim modları ve dönüştürme malzemeleri gibi çeşitli faktörler ve bu faktörlerin elektro-akustik dönüşümü sağlamak için nasıl tasarlanacağı ve koordine edileceği dikkate alınmalıdır. en iyi değere ulaşabilir.
Piezoelektrik seramik dönüştürücü, piezoelektrik özelliklere sahip elektronik bir seramik malzemedir. Ferroelektrik bileşenleri olmayan tipik bir piezoelektrik kuvars kristalinden temel farkı, ana bileşenlerini oluşturan kristal fazlarının hepsinin ferroelektrik kristal tanecikleri olmasıdır. Seramikler rastgele yönlendirilmiş tanelere sahip polikristal agregalar olduğundan, her bir ferroelektrik taneciğin kendiliğinden polarizasyon vektörü de yönünü şaşırır. Seramiğin makroskobik piezoelektrik özellikler sergilemesi için, piezoelektrik seramiğin ateşlemeden sonra güçlü bir DC elektrik alanında polarize edilmesi ve uç yüzün çoklu elektrotlara tabi tutulması gerekir, böylece orijinal düzensiz oryantasyonun polarizasyon vektörü tercihen şu şekilde yönlendirilir: elektrik alanın yönü ve elektrik alan ortadan kaldırıldıktan sonra, piezoelektrik seramikler polarizasyon işleminden sonra belirli bir makroskopik artık polarizasyonu koruyacak, böylece seramikler belirli bir basınca sahip olacaktır.
