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用壓電陶瓷制作的電子元器件有哪些

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為了適應各種不同的用途和要求,國內(nèi)外對PZT陶瓷進行了廣泛的摻雜改性研究.PZT壓電陶瓷的摻雜改性主要有以下幾個方面:

.1　軟性摻雜　這種摻雜是指La3 、Bi3 、Nb5 、W6 等離子分別置換Pb2 或(Zr,Ti)4 等離子,在晶格中形成一定量的正離子缺位(主要是A位),由此導致晶粒內(nèi)疇壁容易移動,結果使矯頑場降低,使陶瓷的極化變得容易,因而相應地提高了壓電性能.但空位的存在增加了陶瓷內(nèi)部的彈性波的衰減,引起機械品質(zhì)因數(shù)Qm和電氣品質(zhì)因數(shù)Qe的降低,但其介電損耗增大,因而這類摻雜的PZT壓電陶瓷通常稱為“軟性”PZT壓電陶瓷,適于制備高靈敏度

.2　硬性摻雜　這類摻雜與離子軟性摻雜的作用相反:離子置換后在晶格中形成一定量的負離子(氧位)缺位,因而導致晶胞收縮,抑制疇壁運動,降低離子擴散速度,矯頑電場增加,從而使極化變得很困難,壓電性能降低,Qm和Qe變大,介電損耗減少.具有這類摻雜物的PZT壓電陶瓷稱為“硬性”PZT壓電陶瓷,的傳感器元件.這類摻雜報道較多的是La3 和Nb5 [

超聲波傳感器主要材料有壓電晶體（電致伸縮）及鎳鐵鋁合金（磁致伸縮）兩類。電致伸縮的材料有鋯鈦酸鉛（PZT）等。壓電晶體組成的超聲波傳感器是一種可逆?zhèn)鞲衅?，它可以將電能轉變成機械振蕩而產(chǎn)生超聲波，同時它接收到超聲波時，也能轉變成電能，所以它可以分成發(fā)送器和接受器。有的超聲波傳感器既作發(fā)送，也能作接收。這里僅介紹小型超聲波傳感器，發(fā)送與接收略有差別，它適用于在空氣中傳播，工作頻率一般為23-25KHZ及40-45KHZ。這類傳感器適用于測距、遙控、防盜等用途。該種有T/R-40-60，T/R-40-12等（其中T表示發(fā)送，R表示接收，40表示頻率為40KHZ，16及12表示其外徑尺寸，以毫米計）。另有一種密封式超聲波傳感器（MA40EI型）。它的特點是具有防水作用（但不能放入水中），可以作料位及接近開關用，它的性能較好。將測井微音器安裝在井口位置，在井口用不同的方式產(chǎn)生一個聲波，這個聲波隨井壁向下傳播至油井液面，這個聲波到達井底液面后立即向井口回傳至井口，壓電微音器收到回波后即可得到它的時間長度，從而計算油井的液面深度。超聲波應用有三種基本類型，透射型用于遙控器，防盜報警器、自動門、接近開關等；分離式反射型用于測距、液位或料位；反射型用于材料探傷、測厚等。

若對發(fā)送傳感器內(nèi)諧振頻率為40KHz的壓電陶瓷片(雙晶振子)施加40KHz高頻電壓，則壓電陶瓷片就根據(jù)所加高頻電壓極性伸長與縮短，于是發(fā)送40KHz頻率的超聲波，其超聲波以疏密形式傳播(疏密程度可由控制電路調(diào)制)，并傳給波接受器。接受器是利用壓力傳感器所采用的壓電效應的原理，即在壓電元件上施加壓力，使壓電元件發(fā)生應變，則產(chǎn)生一面為“ ”極，另一面為“-”極的40KHz正弦電壓。因該高頻電壓幅值較小，故必須進行放大。 超聲波傳感器使得駕駛員可以安全地倒車，其原理是利用探測倒車路徑上或附近存在的任何障礙物，并及時發(fā)出警告。所設計的檢測系統(tǒng)可以同時提供聲光并茂的聽覺和視覺警告，其警告表示是探測到了在盲區(qū)礙物的距離和方向?，F(xiàn)在我國在壓電陶瓷材料及其應用領域的開發(fā)仍處于發(fā)展階段，此行業(yè)的發(fā)展將具有廣闊的前景。這樣，在狹窄的地方不管是泊車還是開車，借助倒車障礙報警檢測系統(tǒng)，駕駛員心理壓力就會減少，并可以游刃有余地采取必要的動作。