NederlandsAantal Bladeren:60 Auteur:Site Editor Publicatie tijd: 2023-11-14 Oorsprong:aangedreven
Piëzo-elektrische composietmaterialen zijn een cruciale klasse van materialen met uitgebreide toepassingen op verschillende gebieden, waaronder industriële niet-destructieve testen, medische diagnostiek en biomedische engineering.
De kern van deze materialen is de piëzo -elektrische component, die eigenschappen vertoont die verband houden met elektromechanische koppelingscoëfficiënten, elektrische kwaliteiten, verouderingsweerstand en bandbreedte. Deze eigenschappen zijn voortdurend geëvolueerd om te voldoen aan de diverse prestatievereisten van verschillende toepassingsgebieden.
Het is echter essentieel op te merken dat verschillende applicatiedomeinen verschillende vereisten hebben. Industriële ultrasone tests vereisen bijvoorbeeld piëzo-elektrische materialen met een hoge gevoeligheid en signaal-ruisverhoudingen, terwijl onderwater sonarsystemen robuuste hydrostatische prestaties en impedantie-matching met water vereisen. Bijgevolg hebben onderzoekers gewerkt aan de ontwikkeling van piëzo -elektrische materialen om aan deze diverse vereisten te voldoen.
1-3 Piëzo-elektrische composietmaterialen zijn een klasse van geavanceerde materialen die in verschillende toepassingen worden gebruikt, zoals industriële niet-destructieve testen, medische diagnostiek en biomedische engineering. Deze composieten zijn ontworpen om de prestaties van piëzo-elektrische elementen te verbeteren door ze te combineren met niet-piezo-elektrische materialen in een specifieke configuratie.
1-3 type piëzo-elektrisch composietmateriaal
De naam '1-3 ' verwijst naar een specifiek connectiviteitspatroon binnen deze samengestelde materialen. In een 1-3-configuratie overheerst de piëzo-elektrische fase en vormt discrete, langwerpige elementen ingebed in een niet-piezo-elektrische matrix. Deze opstelling zorgt voor een verbeterde controle over de eigenschappen van de composiet en maakt het mogelijk om de kenmerken van zijn kenmerken aan te passen aan de specifieke vereisten van verschillende toepassingen.
1-3 Piëzo-elektrische composietmaterialen zijn de voorkeur vanwege hun unieke voordelen op het gebied van prestaties en fabricage. De primaire doelen bij het ontwikkelen van deze materialen zijn het verbeteren van de gevoeligheid, signaal-ruisverhouding en andere relevante eigenschappen om te voldoen aan de specifieke eisen van verschillende toepassingen.
Het concept van 1-3 piëzo-elektrische composieten heeft een revolutie teweeggebracht in het veld van piëzo-elektrische materialen en biedt een veelzijdige en effectieve oplossing voor een breed scala aan industrieën. Hun op maat gemaakte eigenschappen en innovatieve configuraties hebben hen essentiële componenten gemaakt in veel geavanceerde technologieën, waardoor de nauwkeurigheid en efficiëntie van apparaten worden verbeterd die worden gebruikt in velden zoals niet-destructieve testen, medische diagnostiek en onderwatersonaarsystemen.
1-3 piëzo-elektrische composietmaterialen worden gemaakt door verschillende productieprocessen die de gecontroleerde opstelling van piëzo-elektrische keramische pijlers binnen een polymeermatrix mogelijk maken. Veelgebruikte technieken voor het produceren van 1-3 piëzo-elektrische composieten zijn onder meer:
Moldgastmethode
Deze methode is een gevestigde en veel gebruikte aanpak. Het gaat om het regelen van keramische pilaren volgens het gewenste patroon op een mal. Vervolgens wordt een polymeer, zoals epoxyhars, in een vacuümomgeving in de schimmel gegoten om een goede impregnering te garanderen.
Het composiet wordt vervolgens uitgehard bij hoge temperaturen en het materiaal wordt gesneden of gemalen tot de gewenste dikte. Elektroden worden toegevoegd en het composiet is gepolariseerd om het uiteindelijke 1-3 piëzo-elektrische composietmateriaal te creëren. De rangschikking van de keramische pijlers kan regelmatig of onregelmatig zijn, waardoor flexibiliteit in design biedt. De brosheid van keramiek kan echter leiden tot lage opbrengstpercentages.
1-3 Type rechthoek composietmateriaal
Cut-and-Fill-methode
Deze methode is relatief eenvoudig en omvat het snijden van vooraf gepolariseerde piëzo-elektrische keramiek in uniforme pijlers. Deze pilaren zijn vervolgens in een mal gerangschikt en ingebed in een epoxyhars.
Vacuüm wordt toegepast en de composiet is genezen. Niet -ingevulde gebieden worden gemalen om het eindproduct te creëren. De keramische pilaren in deze methode kunnen zo goed zijn als 75 - 100 μm, waardoor nauwkeurige controle over hun grootte mogelijk is. Deze techniek kan echter duurder zijn vanwege materiaalverspilling.
Deze twee methoden zijn de primaire benaderingen die worden gebruikt bij de productie van 1-3 piëzo-elektrische composietmaterialen. Ze bieden een evenwicht tussen de flexibiliteit van design en de controle over de opstelling van piëzo -elektrische keramische pilaren. De keuze van de productiemethode kan afhangen van factoren zoals de specifieke toepassing, vereiste materiaaleigenschappen en kostenoverwegingen.
1-3 piëzo-elektrische composietmaterialen hebben belangrijke toepassingen gevonden op verschillende gebieden vanwege hun unieke eigenschappen en veelzijdige ontwerpopties. Hier zijn enkele van de belangrijkste toepassingsgebieden voor 1-3 piëzo-elektrische composieten:
Sonar en onderwater akoestiek: 1-3 piëzo-elektrische composietmaterialen worden veel gebruikt bij de ontwikkeling van onderwatertransducers en sonarsystemen. Hun vermogen om een hoge signaal-ruisverhouding, sterke hydrostatische prestaties en impedantie-matching met water te bieden, maakt ze ideaal voor onderwater akoestische toepassingen.
Ultrasone transducers: bij industriële niet-destructieve testen en medische diagnostiek worden 1-3 piëzo-elektrische composietmaterialen gebruikt bij ultrasone transducers. Hun ontwerpflexibiliteit en prestatieverbeteringen, zoals hoge gevoeligheid en brede bandbreedte, dragen bij aan verbeterde beeldvorming en signaalkwaliteit.
Biomedische echografie -beeldvorming: deze materialen spelen een veelbelovende rol in biomedische engineering, met name bij de ontwikkeling van echografie -transducers voor medische diagnostiek. Het gebruik van 1-3 piëzo-elektrische composietmaterialen in gerichte transducers verbetert de bandbreedte, elektromechanische conversie-efficiëntie en vermindert de impedantie, waardoor de prestaties van hoog-intensiteitsgerichte ultrasone (HIFU) medische hulpmiddelen worden verbeterd.
Samenvattend hebben 1-3 piëzo-elektrische composietmaterialen op verschillende gebieden bekendgemaakt, waaronder onderwater akoestiek, ultrasone testen, biomedische beeldvorming en toepassingen op hoge temperaturen. Hun unieke combinatie van ontwerpflexibiliteit en verbeterde prestatiekenmerken maakt hen een waardevol materiaal voor het verbeteren van de mogelijkheden van transducers en beeldvormingssystemen in verschillende domeinen.
