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壓電陶瓷其制造工藝與普通的電子陶瓷相似
壓電陶瓷其制造工藝與普通的電子陶瓷相似
新聞出處:東群電子   2014-09-03 16:12:56

    壓電陶瓷激波發生器是液體壓力激波發生器系統中最具特色也是最關鍵的器件。脈沖超聲聚焦是激波發生器工作的基礎,從線性聲學的基本原理出發,對透鏡式單元激波發生器聲壓場分布及焦域形態作了系統的研究。在前人研究的基礎上設計了多陣元激波發生器,該多陣元激波發生器將多個透鏡式單元激波發生器安裝在一個球殼面上,使單元的聲焦點與球殼面的球心重合。利用坐標變換方法對該多陣元激波發生器的聲場進行了計算,并用MATLAB對其聲場進行數值模擬,主要討論了頻率、陣元面積、陣元數量等對其聲壓和聚焦性能的影響,為壓電陶瓷激波發生器的設計提供了理論依據。

    探索高效的材料加工方法是先進制造技術的優先發展方向之一,在已有高能束加工的基礎上,基于脈沖超聲波聚焦的液體壓力激波加工技術,即以脈沖超聲波聚焦技術為基礎,采用大功率壓電陶瓷激波發生器,在液體介質中產生高能、瞬時壓力激波,使位于聚焦區域的材料產生變形、斷裂或去除等。利用電力分析儀測量了壓電陶瓷激波發生器激勵電源的輸入、輸出功率,結果表明:激勵電源工作穩定。設計了錐面反射靶和吸收靶相結合的輻射力測量裝置,為研究激波發生器的工作性能提供了一種手段。利用壓力傳感器測量了焦點處的聲壓,為進一步研究液體壓力激波獨特的能量轉化過程奠定了良好的基礎。

    在無鉛壓電陶瓷材料方面,以機電能量轉換為其特征的壓電陶瓷材料目前大規模使用的是鉛基壓電陶瓷,其中PbO約占原料的60%~70%左右。這些含鉛壓電陶瓷材料在生產、使用及廢棄后處理過程中都會給人類和生態環境帶來嚴重危害。為了保護地球和人類的生存空間,防止環境污染,研究和開發實用化的無鉛壓電陶瓷材料是一項具有重大社會和經濟意義的課題。壓電陶瓷具有壓電效應的陶瓷,稱壓電陶瓷。它通常由幾種氧化物或碳酸鹽在燒結過程中發生固相反應而形成,其制造工藝與普通的電子陶瓷相似。燒結出來的陶瓷體是多晶體,其自發極化是紊亂取向的,主要成分是鐵電體,因此稱鐵電陶瓷,沒有壓電性能。對這樣的陶瓷體施加強的直流電場進行極化處理,原來混亂取向的自發極化就沿電場方向擇優取向。

    壓電陶瓷揚聲器作為一個新興的電聲器件,其發展經歷了一波三折的過程,但因其具有出色的中高頻音色,更薄的外形結構,和更低的功耗,一直在手持式電子消費品上占有一席之地。如今作為動圈揚聲器的原料一稀土,因為國家的資源管控政策而全面提價,以及手持消費電子產品日益瘦身的要求,壓電陶瓷揚聲器的需求將會越來越普遍,但鑒于壓電陶瓷揚聲器的獨特的發聲特性,有些朋友未必完全了解其工作原理,而造成認知上的偏頗,和設計上的失誤。

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