压电陶瓷和电致伸缩陶瓷都是电介质,电介质在电场的作用下有两种效应,即逆压电效应和电致伸缩效应。其中逆压电效应是指电介质在外电场的作用下产生应变,应变大小与电场大小成正比,应变的方向与电场方向有关。换能器的几何尺寸确定后,也有一系列的固有频率,用于发射声波时,只能够发射这些频率的声波。而电致伸缩效应是指电介质在电场的作用下由于感应极化作用引起应变,且应变与电场方向无关,
应变的大小与电场的平方成正比。目前,国产声波测井仪器基本采用压电晶体换能器进行声波速度和幅度测量。随着仪器水平的提高,对使用的压电晶体的技术参数也有了严格的要求。因此,在仪器研制中,对使用的换能器一致性问题及生产过程中换能器的老化问题,必须进行检测,以提高声波仪器的一致性、稳定性、可靠性,提高声波测井曲线的质量
。而电致伸缩效应是指电介质在电场的作用下由于感应极化作用引起应变,且应变与电场方向无关,应变的大小与电场的平方成正比。目前,国产声波测井仪器基本采用压电晶体换能器进行声波速度和幅度测量。随着仪器水平的提高,对使用的压电晶体的技术参数也有了严格的要求。因此,在仪器研制中,对使用的换能器一致性问题及生产过程中换能器的老化问题,必须进行检测,以提高声波仪器的一致性、稳定性、可靠性,提高声波测井曲线的质量但是,压电晶体的生产是强污染行业(发达国家均将其转换到不发达国家来生产),其生产过程中的环节比较多,成品率比较低。工业纯原料的纯原料的纯度不高,但是对陶瓷产品性能危害的杂质只有一,二种,因此如果在化工厂采取特殊措施除去这些杂质,又添加某些能改善性能的微量添加剂,而不进行提纯,则不仅原料的成本将进一步大幅度降低,也能更符合陶瓷生产的要求。生产出的晶体尽管几何尺寸一致,但声-电转换时的一致性比较差,这是因为压电材料是各向异性的,压电特征是材料各向异性特征的反映,人工各向异性材料中的细小差别均能够导致其总体的声-电或电-声转换特征的一致性相差比较大。
另外,换能器的动态电特征与其振动模态关系比较密切,某个频率附近的电参数还取决于其机械振动模态。
钙钛矿、钨青铜、铋层状结构压电陶瓷是三类典型的压电陶瓷材料体系,具有不同的晶体结构和性能特点,可应用于不同的高温领域。随着使用环境越来越苛刻,现有的三类压电陶瓷材料已无法满足装备的使用要求,它们面临的共性技术挑战是难以兼顾高压电性能和高温高稳定性。超声波振子受潮,可以用兆欧表检查与换能器相连接的插头,检查绝缘电阻值就可以判断基本情况,一般要求绝缘电阻大于5兆欧以上。本项目在“863”计划、国家自然科学稀土专项等项目支持下,紧密围绕三类典型压电陶瓷在高温应用中急需突破的技术难题,开展了组成设计新方法研究和制备技术,经过10多年的不懈努力,成功研制出了具有自主知识产权的系列压电陶瓷,取得了一系列发明创造和成果。以上信息由专业从事压电陶瓷工厂的宇海电子于2025/1/22 10:36:05发布
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