Efekt piezoelektryczny
Zmiana wymiarowa materiałów paraelektrycznych pod wpływem pola elektrycznego

Inteligentne materiały mogą
Przenieś swój pomysł
szybkie i niezawodne

Odkryto efekt piezoelektryczny
Cala 1880
autorstwa Jacques'a i Pierre'a Curie

Kryształy piezo stają się naładowane elektrycznie

gdy zdeformowane pod naprężeniami mechanicznymi

Cala 1880 Jacques i Pierre Curie odkryli, że po zdeformacji pod naprężeń mechanicznych, kryształy kwarcowe zostały naładowane elektrycznie – dodatnio i negatywnie – na powierzchniach w kształcie pryzmatu. Nazwali tę reakcję piezoelektrycznym efektem. Powyżej określonej temperatury (zwana temperaturą Curie) tego rodzaju materiały posiadają sześcienną komórkę elementarną o środku symetrii. Główne obszary ładunków dodatnich i ujemnych znajdują się w środku komórki elementarnej kryształu. Materiały są paraelektryczne. Nie ma wykrywalny efekt piezoelektryczny.

W procesie produkcyjnym, po spiekaniu, przesunięcie jonów komórki elementarnej następuje podczas chłodzenia poniżej temperatury Curie. Dodatnie i ujemne opłaty nie są już w centrum. Centrum symetrii zostaje utracone i następuje spontaniczna polaryzacja komórki elementarnej. Komórka elementarna ma teraz elektryczny dipol.

Dipole wpływają na siebie nawzajem i spontanicznie tworzą obszary o jednolitej orientacji, Tzw “weissch domen”. Kierunki polaryzacji piezoceramiki są statystycznie równomiernie rozłożone, tak, aby korpus makroskopowy nie miał polaryzacji i dlatego nie był piezoelektryczny.

Jeśli ceramika jest wystawiona na działanie silnego pola elektrycznego, te domeny ponownie dostosowują się do tego pola. Tylko za pomocą tego procesu polaryzacji piezoceramika nabywa swoje właściwości piezoelektryczne, które są ważne dla przemysłu.

Czujnik piezo

Zdeformowane pod naprężeniami mechanicznymi, Kryształy piezo stają się naładowane elektrycznie.

Siłownik Piezo

Te same materiały ulegają zmiany wymiarowe pod wpływem pola elektrycznego.

Efekt piezoelektryczny to zdolność niektórych materiałów krystalicznych do przekształcania naprężeń mechanicznych w sygnały elektryczne i odwrotnie. Każdy czujnik Piezo może być również używany jako siłownik Piezo. Najważniejsze przemysłowo materiały piezoelektryczne składają się z ferroelektrycznej ceramiki polikrystalicznej. Te piezoelektryczne materiały posiadają strukturę krystaliczną Perowskit.

Zasada działania siłowników i czujników gięcia

Siłownik gięcia piezo

Gdy dwie piezoelektryczne płytki ceramiczne są połączone z materiałem noporskim i, powoduje to wyraźne odkształcenie kompozytu podobne do przypadku bimetalu. Jego konstrukcja umożliwia ugięcie kilku milimetrów lub siły do kilku Newton i krótki czas cyklu kilku milisekund można osiągnąć.

Dlatego, siłownik gięcia Piezo może być stosowany jako wysokowydajny i szybko reagujący element sterujący. Ze względu na dużą prędkość ugięcia, wydajność jest wyższa w porównaniu z wykorzystaniem elektromagnesów. Ze względu na zwartą konstrukcję, siłownik gięcia Piezo zajmuje znacznie mniej miejsca.

Czujnik zginający Piezo

Giętarki ceramiczne Piezo mogą być również stosowane jako czujniki. Zginanie generuje ładunek/ napięcie na obu warstwach ceramicznych. Równoległe połączenie obu warstw ceramicznych doda ich ładunek.

W ten sposób nadają się do pomiaru dużych i małych ruchów, Wibracje, przyspieszenia i pozyskiwania energii. Nasze giętary Piezo mają zwykle żywotność ponad miliard cykli.

Kurczenie się ceramiki po nałożeniu napięcia roboczego powoduje ugięcie i siłę na końcówce siłownika gięcia. Lub, jeśli siła zostanie przyłożona do końcówki, generuje to ładunek elektryczny.

Ważne parametry dla siłowników gięciowych

Ugięcie

zazwyczaj do 2 Mm
Max. do 10 Mm

Siła blokowania

zazwyczaj do 0.7 N
Max. do 5 N

Napięcie jazdy (Dc)

zazwyczaj w górę
do 230 V

Typowe wartości charakterystyczne siłowników gięcia piezoceramicznego są zdominowane przez całkowite przemieszczenie oraz siła blokująca w momencie Napięcie.

Maksymalna Ugięcie siłownika gięcia Piezo i maksymalną siła blokująca można łatwo określić.

Funkcje wydajności trzech różnych rodzajów siłowników Piezo: Porównanie wartości siły i ugięcia stosów, siłowniki z przekształceniami ścieżek i siłownikami gięcia.

Generowanie ultradźwięków z piezoceramiką

Piezoelektryczne rezonatory ceramiczne mogą być ustawione w oscylacje o wysokiej częstotliwości (Usg) za pomocą określonych napięć i dlatego są doskonałymi generatorami ultradźwiękowymi. Prędkość ultradźwiękowa piezosu jest często używana do procedur cięcia, usunięcie kamienia nazębnego u dentysty lub diagnostykę obrazową: Badania przesiewowe ultrason.

Piezoceramika jest zatem predestynowana do atomizacji cieczy lub innych mediów nie tylko ze względu na ich wysoką niezawodność. Wprowadza się systematyczne rozróżnienie między trzema sprawdzonymi metodami generowania atomizacji w oparciu o pierwiastki piezoceramiczne.

Aerozol (medium rozpylane) mogą być generowane przez kawitację, na przykład. Skoncentrowane fale ultradźwiękowe powodują wybuch małych pęcherzyków, emitując w ten sposób aerozol na powierzchni cieczy. Stymulacja otaczającej powierzchni (przez piezoceramic) jest inną opcją niezawodnej atomizacji mediów.

Zdecydowanie najlepszą metodą jest tak zwany atomizer siatki. Tutaj bardzo jednorodne aerozole są osiągane przy niskiej prędkości emisji. Perforowany dysk perforowany (otoczony piezoceramiką) wibruje ultradźwiękami na powierzchni cieczy, a tysiące wycinanych laserowo otworów emitują jednolite kropelki przy niskiej prędkości.

Poznaj nasze wysokiej jakości siłowniki do gięcia piezoceramicznego

Moduły elektromechaniczne
Mikroprzepływowe roztwory piezo
Ultradźwiękowe rozpylacze piezoelektryczne
Pozwól Piezo przenieść Twoje pomysły