PZT压电陶瓷介绍和测试方法PPT课件

PZT压电陶瓷介绍和测试方法 Preparedby WenjieZhuang Page2 主要内容 基本知识介绍压电材料压电效应压电式传感器工作原理 技术参数及等效模型HSAPZT压电陶瓷应用介绍组成架构及工作原理PZT不良背景介绍测试方法推荐 Page3 基本知识介绍 压电材料定义在外力作用下产生电流 或反过来在电流作用下产生力或形变的一种功能材料类别参数 压电常数 弹性常数 刚度 介电常数 机电耦合系数 电阻 居里点 压电效应强弱 灵敏度 固有频率 动态特性 固有电容 频率下限 机电转换效率 泄漏电荷 改善低频特性 丧失压电性的温度 Page4 基本知识介绍 压电材料PZT压电陶瓷 锆钛酸铅陶瓷 压电效应用锆 钛 铅的氧化物配制后烧结而成 一般采用双模结构 压电陶瓷片 金属振动片 P Pb 铅元素 Z Zr 锆元素 T Ti 钛元素 特点具有显著的介电 压电和铁电特性PZT铁电厚膜兼有块状材料和薄膜的优点 可在低压和高频条件工作压电厚膜微致动器作为磁记录行业的首选材料 被用来解决硬盘驱动器磁头精确定位的难题应用范围 机械能电能相互转换类传感器 电极 电极 Page5 基本知识介绍 压电效应正压电效应 外界应力作用下 机械能 表面产生电荷 电能 逆压电效应 外加电场作用下 电能 一定方向产生机械形变或机械压力 正压电效应 逆压电效应 形变后的状况 形变前的状况 电能 机械能 电能 机械能 Page6 基本知识介绍 压电传感器工作原理是以某些电介质的压电效应为基础 在外力作用下 在电介质的表面上产生电荷 从而实现非电量测量表现形式 压电介质 Page7 基本知识介绍 等效模型正压电效应和逆压电效应等效模型如下 正压电效应 F 应力或形变 输入 Q U 电量或电压 逆压电效应 Q U 电量或电压 输入 F 应力或形变 输出 正压电效应 Q d33 Fd33为压电参数 压电材料把机械能转变为电能或把电能转变为机械能的转换系数 它为反映力学量 应力或应变 与电学量 电位移或电场 间相互耦合的线性响应系数测量仪器 ZJ 3AN型准静态d33测量仪 Page8 基本知识介绍 等效电路静电发生器或绝缘介质平板电容器 外部机械硬力作用下 电极两端产生极性相反电量相等的电荷 Q Q 电极 压电晶体 Ca 压电传感器 机械应力F 形变时电极会产生异性等量电荷 等效 静电发生器 电容器 电极 Q Ca Ua Ca 电压等效模型 电荷等效模型 F Q U C 压电常数d Page9 HSAPZT压电陶瓷应用介绍 HSA 磁头悬臂装置 结构及功能介绍PZT元件作用是利用其高压电常数特性 使读写磁头发生水平位移 从而使HSA水平旋转和精确寻轨 HSAPZT结构切片示意图 HSAPZT结构示意图 PZT元件 U型刚体 PZT元件 环氧胶 环氧胶 U型刚体 U型刚体 HSA压电微制动器 交变电压 PZT元件 HSA 电荷变化 位移变化 精确寻轨 悬臂弹性区 悬臂刚性区 滑块 压电微制动器 音圈电