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关于压电材料

关于压电材料
关于压电材料

现阶段研究较多的压电复合材料是由压电陶瓷

(如PZT,PbTiO。)和聚合物(如PVDF,环氧树脂)

复合成的。岳鹏等c10]用化学溶解、旋涂成膜、多层

膜热压制得PZT体积分数60%、介电常数100左

右的PZT/PVDF复合材料。徐任信等[111运用热压

工艺制备了。一3型PZT/PVDF压电复合材料,加入

适量石墨后可以明显提高复合材料的极化性能。

受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料。

压电效应的机理是:具有压电性的晶体对称性较低,当受到外力作用发生形变时,晶胞中正负离子的相对位移使正负电荷中心不再重合,导致晶体发生宏观极化,而晶体表面电荷面密度等于极化强度在表面法向上的投影,所以压电材料受压力作用形变时两端面会出现异号电荷。反之,压电材料在电场中发生极化时,会因电荷中心的位移导致材料变形。利用压电材料的这些特性可实现机械振动(声波)和交流电的互相转换。

能将压力转换成电压的装置我所知道的应该就只有压电晶体了。压电晶体不同的成分有不同的转换关系。通常在购买的时候附上的说明书里会给出压电转换的经验公式或者实验数据。可以根据产品的型号、成分等信息网上搜索相关的压电转换公式

主要参数

(1)压电常数是衡量材料压电效应强弱的参数, 它直接关系到压电输出的灵敏度。

(2)压电材料的弹性常数、刚度决定着压电器件的固有频率和动态特性。

(3)对于一定形状、尺寸的压电元件, 其固有电容与介电常数有关; 而固有电容又影响着压电传感器的频率下限。

(4)在压电效应中,机械耦合系数等于转换输出能量(如电能)与输入的能量(如机械能)之比的平方根; 它是衡量压电材料机电能量转换效率的一个重要参数。

(5)压电材料的绝缘电阻将减少电荷泄漏, 从而改善压电传感器的低频特性。

(6)压电材料开始丧失压电特性的温度称为居里点温度。

压电转换

压电关系表达式:Q=d*F,其中d:压电常数

更一般表达式:电荷密度q ,(用单位面积受力表示)

其中:i=1,2,3表示晶体极化方向,指的是与产生电荷的面垂直的方向;j=1,2,3,4,5,6表示受力方向,1~3表示x,y.z向受力,4~6表示剪切力方向

如q1表示法向矢量为x的两个面产生的电荷

受x向(拉)力作用后在z方向产生电荷的表达式:

受z向力作用后在z方向产生电荷的表达式:

各表达式见图片:

关于精度和压力传感器成品

压力传感器精度一般所指的是压力传感器的综合误差,通常包括非线性误差,漂移误差,重复度误差,零点误差,滞后误差等几大类,按您所说的是测蒸气的压力传感器,主导误差一般为非性线误差和温度漂移误差。一般的标识为0.04%FS,指的是此传感器的综合误差最大为满量程的0.04%,若此传感器的量程为1.0MPA,那么基误差值为1.0X0.04%=0.0004MPA=0.4KPA。压力传感器品牌国内知名的有宝鸡麦克传感器,汉中中航电测,佛山普量电子等,国外的有WIKA,贺德克,DYNISCO等。在国内若是测量蒸气(介质温度150度,压力为1-2标准大气压),按目前的技术没有办法做得到0.04%FS的精度,国外品牌目前这种高温的也能做得到0.04%FS的精度,一般能做到0.1%FS的价格都会很高了,大约在2000元一支左右。一般工业用的都是陶瓷、应变隔膜、扩散硅等传感器。最新最贵的是蓝宝石传感器,主要用在高温领域。目前比较常见的是扩散硅压力传感器,需要提供精密的电压源(一般在5V及以上),输出是毫伏信号。输出需要放大和调理电路,转成常用的4-20mA或0-5V、0-10V 等信号。精度方面,通常在1%、0.5%,高精度有0.25%、0.1%,乃至0.05%,这就很贵了。具体的型号有很多种,根据接口、大小、量程、是否耐腐蚀等等,可以自己查。作为数字压力表来说,如果你的采样频率不高,比如1sps,也可以用成品数字输出的压力芯片,比较常见的是瑞士MS5535,误差通常在0.25%~5%。不过密封和接口就需要自己设计。

压电陶瓷的压电常数大约是多少?带单位和数量级。谢了

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2011-03-11 01:07提问者采纳

你应该是问d33吧,一般极化过的压电陶瓷都是去测d33,好一点的含铅的陶瓷应该是四五百,最高七八百pC/N,一般无铅的做到一二百就很了不起了。表征压电d33有两个单位pC/N 和pm/V,其实是等价的,陶瓷一般用pC/N

钛酸钡压电陶瓷压电系数是多少

2012-03-02 12:40s125521s|分类:工程技术科学|浏览300次|该问题已经合并到>>

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2012-03-08 09:26 提问者采纳

热心网友

180 ~190

个人小结

两个参数一个是压电常数这个和我们的关系很大,我觉得,当然是看完后,这个常数反应了力和电压(我们要直观反映出来的输出信号~)之间有关,可以通过其力与电荷之间关系。力是我们要测的量,如果已知压电常数可以反映出来相当的电荷,当然我们在这不会得到说多少的电荷什么的,但是我们可以通过一只电容器,平行板电容器。对于一个已经制作好了的平行板电容器,电荷和其两板之间的电压有一个最直观的反应,有一个公式,大物书上有。这样如果我们这个原理就是这样子的大概。对于精确度来说,我们更应该选择一个制作好的压电感应器吧,在我发的ppt1中有个图片,在里面有几个种类的压电常数。以及各个公式。我觉得有压电常数就是一个进步了,当然上面分析的也只是我自己的理解,我觉么这压电常数应该可以非常直观的把电压(或者说另一中输出信号)和力近似(线性的)反映出来。另外一个常数是介电常数不是很明白,不知道跟我们的关系大不大……

像另外的什么温度限制之类的一般都影响不到我们的使用,因为我们使用的条件接近于那个核磁共振仪的工作温度,,不会偏高或者偏低。应该说工作环境相当理想。。所以我们理想的压力感应器应该是很一般的就可以,我们用的话主要就是考虑其精度。

而且另外像我在网上搜的一些资料里也提到了如果你买一个成品的压力感应器它的相关参数会有说明书详细说明。

回想起来这学期做那个泵与风机的实验水泵那个一部分测进出口压力对不?就是个很好的例子,,我的建议是我们再找一个参数细致明了的压力传感器,,或者选一个我们理想化的(我们给定义参数,但是基本符合实际的)压力传感器。。譬如说那个压电常数为200左右的貌似用的很普遍,就是钛酸钡190 属于压力陶瓷成本低应用普遍。

对了介电常数应该是电方面的百度的应该是这个

介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场,原外加电场(真空中)与介质中电场的比值即为相对介电常数(permittivity,不规范称dielectric constant),又称诱电率,与频率相关。介电常数是相对介电常数与真空中绝对介电常数乘积。如果有高介电常数的材料放在电场中,场的强度会在电介质内有可观的下降,理想导体内部由于静电屏蔽场强总为零,故其介电常数为无穷大。

就是物理里学那个还是电容器平行板电容器定义的时候就有个介电常数两板之间加入介电材料能够增加电容C值,空气接近于真空,相对介电常数是一。

如有侵权请联系告知删除,感谢你们的配合!

压电陶瓷材料及应用

压电陶瓷材料及应用 一、概述 1.1电介质 电介质材料的研究与发展成为一个工业领域和学科领域,是在20世纪随着电气工业的发展而形成的。国际上电介质学科是在20世纪20年代至30年代形成的,具有标志性的事件是:电气及电子工程师学会(IEEE)在1920年开始召开国际绝缘介质会议,以后又建立了相应的分会(IEEE Dielectric and Electrical Insulation Society)。美国MIT建立了以Hippel教授为首的绝缘研究室。苏联列宁格勒工学院建立了电气绝缘与电缆技术专业,莫斯科工学院建立了电介质与半导体专业。特别是德国德拜教授在20世纪30年代由于研究了电介质的极化和损耗特性与其分子结构关系获得了诺贝尔奖,奠定了电介质物理学科的基础。随着电器和电子工程的发展,形成了研究电介质极化、损耗、电导、击穿为中心内容的电介质物理学科。 我国电介质领域的发展是在1952年第一个五年计划制定和实行以来,电力工业和相应的电工制造业得到迅速发展,这些校、院、所、首先在我国开展了有关电介质特性的研究和人才的培养,并开出了“电介质物理”、“电介质化学”等关键专业课程,西安交大于上海交大、哈尔滨工大等院校一道为我国培养了数千名绝缘电介质专业人才,促进了我国工程电介质的发展。80年代初中国电工技术学会又建立了工程电介质专业委员会。 近年来,随着电子技术、空间技术、激光技术、计算机技术等新技术的兴起以及基础理论和测试技术的发展,人们创造各种性能的功能陶瓷介质。主要有: (1)、电子功能陶瓷如高温高压绝缘陶瓷、高导热绝缘陶瓷、低热膨胀陶瓷、半导体陶瓷、超导陶瓷、导电陶瓷等。 (2)、化学功能陶瓷如各种传感器、化学泵等。 (3)、电光陶瓷和光学陶瓷如铁电、压电、热电陶瓷、透光陶瓷、光色陶瓷、玻璃光纤等。(电介质物理——邓宏)

耐火材料重点

第一章: 1耐火材料的定义;耐火度不小于1580℃的无机非金属 材料分类:按化学成份、矿物组成分类1)氧化硅质2)硅酸铝质3)氧化镁质4)刚玉质5)白云石质MgCa(CO3)2 6)尖晶石质Fe2MgO4 7)橄榄石质Mg2SiO4 8)碳质9)含锆质10)特殊耐火材料 按化学性质分类;1)酸性耐火材料2)中性耐火材料3)碱性耐火材料 3、按制造方法分类块状耐火材料;不定形耐火材料;烧制耐火材料;熔铸耐火材料。 4、按耐火度分类普通耐火材料(1580~1770℃);高级耐火材料(1770~2000℃);特级耐火材料(大于2000℃)。 按密度分:轻质(气孔率45%-85%)、重质 生产过程中的基本知识,如一般生产工艺流程:原料加工→配料→混练→(成型)→干燥→烧成(熔制)→(成型)→检验→成品, 配料(颗粒级配又称(粒度)级配,由不同粒度组成的物料中各级粒度所占的数量,用百分数表示。)混料使两种以上不均匀物料的成分和颗粒均匀化,促进颗粒接触和塑化的操作过程称为混练。等内容; 耐火材料行业存在的问题1)钢铁行业竞争激烈,面临更大的成本压力2洁净钢的生产对耐火材料提出更高要求,除了要求长寿还要对钢水无污染3)研发有待加强,4)应注意可持续发展战略。 存在的差距: 1、通常用耐火材料综合消耗指标来衡量一个国家的钢铁工业与耐火材料的发展水平,我国吨钢消耗水还较高。(见下表) 2、耐火材料生产装备落后,新技术推广慢 3、原料不精,高纯原料的生产有困难。, 发展趋势:当今耐火材料的发展,一极是不定形化,而另一极则是定形耐火材料的高级化,概括起来就是朝着高纯化、精密化、致密化和大型化。着重开发氧化物和非氧化物复合的耐火材料。等。 问题:1合计可用作耐火原料总数为4000余种,其中常用于工业生产的耐火原料只有100种。why? 除了考虑熔点外,还要看它在自然界中存在的数量及分布情况,即作为耐火原料还应该具有来源广,成本低廉。在地球岩石层中,硅酸盐+铝酸盐数量最大占86.5%。金属Pt的熔点为1772℃,可以用作耐火原料,但是太昂贵了 2留意“烧成”与“烧结”的区别! 烧成是陶瓷、耐火材料制品烧成过程中最重要的物理、化学过程。所谓“烧结”,就是指坯体经过高温作用逐渐排出气孔而致密的过程。 第二章: 耐火材料的宏观结构、微观结构方面的知识, 如显微结构的类型;基质连续结构,主晶相连续结构;基质连续结构:液相数量较多或主晶相润湿性良好,主晶相被玻璃相包围起来,形成基质连续,主晶相不连续结构,如粘土砖。主晶相连续结构:液相数量较少或主晶相润湿不良,形成主晶相连续,基质不连续结构,如硅砖。 力学性能中抗折强度:材料单位面积所承受的极限弯曲应力,高温抗折强度:材料在高温下单位截面所能承受的极限弯曲应力、蠕变:材料在恒定的高温、恒定

硅胶模具材料概述

硅橡胶 目录 1、硅橡胶发展史 (2) 2、硅橡胶定义 (2) 3、硅橡胶分类………………………………………………………………… 2-3 4、硅橡胶的主要性能 (3) 5、硅橡胶的模具结构 (4) 6、硅橡胶加工流程…………………………………………………………… 4-5 7、硅橡胶的产品尺寸特性 (5) 8、硅橡胶在我司产品中的运用 (6)

一、硅橡胶发展史 硅橡胶最先是由美国以三氯化铁为催化剂合成的。1945年硅橡胶产品问世,中国硅橡胶的工业化研究始于1957年,到2003年底中国硅橡胶生产能力为135千吨,其中高温胶100千吨。 二、硅橡胶定义 硅橡胶是指主链由硅和氧原子交替构成,硅原子上通常连有两个有机基团的橡胶。普通的硅橡胶主要由含甲基和少量乙烯基的硅氧链节组成。 三、硅橡胶分类(这里只体现与我司产品有关联的) 硅橡胶分热硫化型(高温硫化硅胶HTV)、室温硫化型(RTV)。高温硅橡胶主要用于制造各种硅橡胶制品,而室温硅橡胶则主要是作为粘接剂、灌封材料或模具使用。我司使用到的硅胶产品主要是热硫化型,也有用到室温硫化型硅胶做粘结剂。 备注解说: 室温硫化硅橡胶与高温硫化硅橡胶的差别主要在于它是以分子量较小的聚硅氧烷为基础胶,在交联剂和催化剂的作用下与室温或稍许加热即可硫化成弹性体。室温硫化硅橡胶由基础胶、交联剂、催化剂、填料等组成。从包装形式上可分为单组份和双组分两种。室温硫化硅橡胶主要应用在以下行业: 1、建筑行业。用于玻璃和金属幕墙的粘结,屋顶嵌封,门窗密封,各种水池、瓷砖的粘接密封。 2、电子行业。用于电子电气部件的包封和灌注材料,可防潮、抗震和耐冲击、耐温度骤变和化学品的腐蚀。 3、模具。硅橡胶优异的仿真性和良好的脱模性能使其在软模具行业得到广泛应用。

压电陶瓷及其应用

压电陶瓷及其应用 一. 概述 压电陶瓷是一种具有压电效应的多晶体,由于它的生产工艺与陶瓷的生产工艺相似(原料粉碎、成型、高温烧结)因而得名。 某些各向异性的晶体,在机械力作用下,产生形变,使带电粒子发生相对位移,从而在晶体表面出现正负束缚电荷,这种现象称为压电效应。晶体的这种性质称为压电性。压电性是J·居里和P·居里兄弟于1880年发现的。几个月后他们又用实验验证了逆压电效应、即给晶体施加电压时,晶体会产生几何形变。 1940年以前,只知道有两类铁电体(在某温度范围内不仅具有自发极化,而且自发极化强度的发向能因外场强作用而重新取向的晶体):一类是罗息盐和某些关系密切的酒石酸盐;一类是磷酸二氢钾盐和它的同品型物。前者在常温下有压电性,技术上有使用价值,但有易溶解的缺点;后者要在低温(低于—14 C)下才有压电性,工程使用价值不大。 1942-1945年间发现钛酸钡(BaTiO)具有异常高的介电常数,不久又发现它具有压电性,BaTi O压电陶瓷的发现是压电材料的一个飞跃。这以前只有压电单晶材料,此后出现了压电多晶材料——压电陶瓷,并获得广泛应用。1947年美国用BaTiO陶瓷制造留声机用拾音器,日本比美国晚用两年。BaTiO存在压电性比罗息盐弱和压电性随温度变化比石英晶体大的缺点。 1954年美国B·贾菲等人发现了压电PbZrO-PbTiO(PZT)固溶体系统,这是一个划时代大事,使在BaTiO时代不能制作的器件成为可能。此后又研制出PLZT透明压电陶瓷,使压电陶瓷的应用扩展到光学领域。

迄今,压电陶瓷的应用,上至宇宙开发,下至家庭生活极其广泛。 我国对压电陶瓷的研究始于五十年代末期,比国外晚10年左右,目前在压电陶瓷的试制、工业生产等方面都已有相当雄厚力量,有不少材料已达到或接近国际水平。 二. 压电陶瓷压电性的物理机制 压电陶瓷是一种多晶体,它的压电性可由晶体的压电性来解释,晶体在机械力作用下,总的电偶极矩(极化)发生变化,从而呈现压电现象、因此压电性与极化,形变等有密切关系。 1. 极化的微观机理 极化状态是电场对电介质的荷电质点产生相对位移的作用力与电荷间互相吸引力的暂时平衡统一的状态。极化机理主要有三种。 (1)电子位移极化——电介质的原子或离子在电场力作用下,带正电原子核与壳层电子的负电荷中心出现不重合。 (2)离子位移极化——电介质正、负离子在电场力作用下发生相对位移,从而产生电偶极矩。 (3)取向极化——组成电介质的有极分子,有一定的本征(固有)电矩,由于热运动,取向无序,总电矩为零,当外加电场时,电偶极矩沿电场方向排列,出现宏观电偶极矩。 对于各向异性晶体,极化强度与电场存在有如下关系 m,n=1,2,3 式中为极化率,或用电位移写成:

耐火材料的分类

耐火材料的分类 ?作者:单位:中国水泥网收集资料[2007-11-5] 关键字:耐火材料-分类 ?摘要: 耐火材料的定义:耐火度大于1580℃的无机非金属材料为耐火材料。 耐火材料是材料工业的一部份,因用于热工窑炉而得名耐火材料。耐火材料分为常规耐火材料和特种耐火材料,常规耐火材料是指用于冶金炉、水泥窑、玻璃窑等热工窑炉炉衬的材料,多半由天然原料加工而成的。特种耐火材料用料纯度高,多为氧化物合成材料,用于特殊的冶炼设备,或是窑炉的特殊部位。 耐火材料品种繁多,常用的分类有四种。 一、按主晶相酸、碱性质分类 1、酸性材料制品:这类产品中以石英(SiO2)为第一相,SiO2属酸性氧化物,帮而得名。硅砖是酸性材料的代表产品;半硅砖、耐碱砖、耐酸砖中SiO2含量60%到80%,是半酸性材料。 2、碱性材料制品:以MgO、CaO为主晶相,因MgO、CaO是碱土氧化物,故而称为碱性耐火材料。它们的熔点高,抗碱性渣(C/S>2)侵蚀能力很强,属于高级耐火材料,但它们易于水化。镁铬砖、白云石砖、橄榄石砖等产品,主要华化学成份也是MgO、CaO也属于碱性材料。 3、中性材料制品:以Al2O3、ZrO2为主晶相,它们的化学行为可变,当遇到碱性氧化物时表现出酸性特点,如生成MgO、Al2O3、Al2O3、ZrO2;遇到有强酸性氧化物时又表现碱性特点。如生成黏土砖、高铝砖、菒来石砖是中性材料代表产品。锆英石制品也是中性产品。 二、按组成耐火材料主要成份分类 所谓主要成份是指第一相和第二相成份,含量大约占化学成份总量的90%左右。现代耐火材料技术发展越来越多项材料配料,故出现第二相、第三相成份,调节第二相、第三相成份即可产生新的技术,在化学组成上超出了第一相分类局限性,是应用最普遍的一种分类方法。 1、硅铝系列品:要硅铝系列材质中,主要成分是SiO2、Al2O3,它包括黏土砖、高铝砖、硅线石、蓝晶石、红柱石、莫来石砖等制品。 2、镁铬系列制品:镁铬系列中主要成分是MgO、Cr2O3,方镁石为第一相,镁铬尖晶石为第二相,属于这个系列的产品有镁铬砖和铬镁砖。 3、镁铝系列品:主要成分是MgO、Al2O3,由于它们生成MgO.Al2O3,镁铬系列制品中都含有镁质材料。 4、镁钙系列产品:主要成分是以MgO、CaO。它们都有极高的熔点,是重要的镁质材料。

常用的模具材料的介绍

常用的模具材料的介绍: 铸件类: HT250 灰铁250 适用于模座压料芯等大型结构件本体不能热处理 (我们公司基本不用,因为它比HT300差,在小模具和低产量模具上使用较多) HT300 灰铁300 适用于模座压了芯等大型结构件本体据说火焰淬火能提高硬度到40但具体根据(但通常没人这样用) 我们公司最常用的材料之一 MoCr 钼铬铸铁使用于需要一定硬度的机构件,如拉延模面也可用于薄料翻边镶块经过淬火后硬度能达到HRC55-60,比较耐磨. GGG70 (GGG70L) 进口材料,目前国内可能天津有铸造厂能造了(如有人知道的请指正),与M oCr 类似, 硬度HRC60左右,耐磨性更高, GGG70L类似于GGG70升级版本. CH-1(7CrSiMnMoV) 空(风)冷钢用于薄料(通常是1.2以下,根据客户要求)的修边镶块,翻边整型镶块, 锻造类 T10(T10A) 修边刀块/翻边刀块等需要较高硬度的零件,硬度HRC58-62 ,但由于此种材料的耐磨性能很差,在零件超过3mm时不管是翻边还是修边,基本都不用它而选择Cr12MoV,我们公司基本不用这种材料,与之差不多的还有种叫T8A的材料曾经使用过,主要用于制作冲头的垫板. Cr12MoV 修边刀块/翻边刀块等需要较高硬度的零件,HRC58-62,耐磨,常用材料 SKD11 比Cr12MoV 优秀更耐磨,日标,通用的零件,中山伟福,APAC的模具,一般都有厂家直接指定了使用此种材料,(另在产量非常高的情况下,在其表面做TD处理,一种表面硬化涂层,可在MISUMI标准件书上的技术资料上查阅到相关信息. 锻造空冷钢与铸造空冷钢相比,差不多,但锻造的更好,由于一个是铸造出来,一个是锻造出来,用法是还是有很多不同的. 扎钢类/其他类: 20# 用于导柱导套(由于现在都是买标准件,一般都是铸铁的), 45# 最常用的了 Q235(A3) 用于铸入式起重棒等零件,这个比较重要了,很多人可能不是太了解的,由于起重棒这样的零件需要具有以下属性:不需要太高硬度,但需要一定韧性,因为当模具被吊起来以后,即使起重棒要出问题,宁可让它变弯也不能直接断掉,让人更容易观察到可能出的问题,增加安全性. Cr12MoV T10 等材料也有扎钢,由于扎钢和锻造的加工工艺性决定,扎钢必定不能和锻造钢比...

压电效应及应用

压电效应应用及现状 [编辑本段] 一、原理: 压电效应的原理是,如果对压电材料施加压力,它便会产生电位差(称之为正压电效应),反之施加电压,则产生机械应力(称为逆压电效应)。如果压力是一种高频震动,则产生的就是高频电流。而高频电信号加在压电陶瓷上时,则产生高频声信号(机械震动),这就是我们平常所说的超声波信号。也就是说,压电陶瓷具有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能,这种相互对应的关系确实非常有意思。 压电材料可以因机械变形产生电场,也可以因电场作用产生机械变形,这种固有的机-电耦合效应使得压电材料在工程中得到了广泛的应用。例如,压电材料已被用来制作智能结构,此类结构除具有自承载能力外,还具有自诊断性、自适应性和自修复性等功能,在未来的飞行器设计中占有重要的地位。 二、应用: 压电材料的应用领域可以粗略分为两大类:即振动能和超声振动能-电能换能器应用,包括电声换能器,水声换能器和超声换能器等,以及其它传感器和驱动器应用。 1、换能器 换能器是将机械振动转变为电信号或在电场驱动下产生机械振动的器件 压电聚合物电声器件利用了聚合物的横向压电效应,而换能器设计则利用了聚合物压电双晶片或压电单晶片在外电场驱动下的弯曲振动,利用上述原理可生产电声器件如麦克风、立体声耳机和高频扬声器。目前对压电聚合物电声器件的研究主要集中在利用压电聚合物的特点,研制运用其它现行技术难以实现的、而且具有特殊电声功能的器件,如抗噪声电话、宽带超声信号发射系统等。 压电聚合物水声换能器研究初期均瞄准军事应用,如用于水下探测的大面积传感器阵列和监视系统等,随后应用领域逐渐拓展到地球物理探测、声波测试设备等方面。为满足特定要求而开发的各种原型水声器件,采用了不同类型和形状的压电聚合物材料,如薄片、薄板、叠片、圆筒和同轴线等,以充分发挥压电聚合物高弹性、低密度、易于制备为大和小不同截面的元件、而且声阻抗与水数量级相同等特点,最后一个特点使得由压电聚合物制备的水听器可以放置在被测声场中,感知声场内的声压,且不致由于其自身存在使被测声场受到扰动。而聚合物的高弹性则可减小水听器件内的瞬态振荡,从而进一步增强压电聚合物水听器的性能。 压电聚合物换能器在生物医学传感器领域,尤其是超声成像中,获得了最为成功的应用、PVDF薄膜优异的柔韧性和成型性,使其易于应用到许多传感器产品中。 2、压电驱动器 压电驱动器利用逆压电效应,将电能转变为机械能或机械运动,聚合物驱动器主要以聚合物双晶片作为基础,包括利用横向效应和纵向效应两种方式,基于聚合物双晶片开展的驱动器应用研究包括显示器件控制、微位移产生系统等。要使这些创造性设想获得实际应用,还需要进行大量研究。电子束辐照P (VDF-TrFE)共聚合物使该材料具备了产生大伸缩应变的能力,从而为研制新型聚合物驱动器创造了有利条件。在潜在国防应用前景的推动下,利用辐照改性共聚物制备全高分子材料水声发射装置的研究,在美国军方的大力支持下正在系统地进行之中。除此之外,利用辐照改性共聚物的优异特性,研究开发其在医学超声、减振降噪等领域应用,还需要进行大量的探索。

压电式传感器的发展与应用

HEFEI UNIVERSITY 自动检测技术报告 题目压电式传感器的应用与发展 系别 ***级自动化 班级 **班 姓名 ********************** 指导老师***** 完成时间 2011-11-28

前言:压电式传感器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。压电传感元件是力敏感元件,所以它能测量最终能变换为力的那些物理量,例如力、压力、加速度等。压电式传感器具有响应频带宽、灵敏度高、信噪比大、结构简单、工作可靠、重量轻等优点。近年来,由于电子技术的飞速发展,随着与之配套的二次仪表以及低噪声、小电容、高绝缘电阻电缆的出现,使压电传感器的使用更为方便。因此,在工程力学、生物医学、石油勘探、声波测井、电声学等许多技术领域中获得了广泛的应用。本文重点介绍压电式传感器的工作原理,在航空发动机中的应用及发展趋势。 关键字:传感器压电效应测振 正文:压电式传感器的发展及应用压电式传感器是一种自发电式和机电转换式传感器。它的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷。此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。压电式传感器用于测量力和能变换为力的非电物理量。它的优点是频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等。缺点是某些压电材料需要防潮措施,而且输出的直流响应差,需要采用高输入阻抗电路或电荷放大器来克服这一缺陷。 压电效应可分为正压电效应和逆压电效应。正压电效应是指:当晶体受到某固定方向外力的作用时,内部就产生电极化现象,同时在某两个表面上产生符号相反的电荷;当外力撤去后,晶体又恢复到不带电的状态;当外力作用方向改变 时,电荷的极性也随之改变;晶体受力所产生的电荷量 与外力的大小成正比。压电式传感器大多是利用正压电 效应制成的。逆压电效应是指对晶体施加交变电场引起 晶体机械变形的现象,又称电致伸缩效应。用逆压电效 应制造的变送器可用于电声和超声工程。压电敏感元件 的受力变形有厚度变形型、长度变形型、体积变形型、 厚度切变型、平面切变型5种基本形式(见图)。压电 晶体是各向异性的,并非所有晶体都能在这5种状态下产生压电效应。例如石英晶体就没有体积变形压电效应,但具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。 压电效应是压电传感器的主要工作原理,压电传感器不能用于静态测量,因为经过外力作用后的电荷,只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的,所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。 压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用,特别是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。也可以用于军事工业,例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。它既可以用来测量大的压力,也可以用来测量微小的压力。 压电式传感器也广泛应用在生物医学测量中,比如说心室导管式微音器就是由压电传感器制成的,因为测量动态压力是如此普遍,所以压电传感器的应用就非常广泛。

压电效应及其应用

压电效应及其应用叶传忠 接触了这么多的实验,我始终对压电效应这个实验最感兴趣。因为我认为这个世界压力资源太丰富了,由于重力的存在,水平运动的物体都会产生压力。压力是一种能源,但是目前无法对压力直接进行利用,只有通过压电的转换对压力进行利用。但是压电转换的效率太低,这是一个问题。我对压力资源感兴趣,应先对压电效应进行思考! 压电材料会有压电效应是因晶格内原子间特殊排列方式,使得材料有应力场与电场耦合的效应。根据材料的种类,压电材料可以分成压电单晶体、压电多晶体(压电陶瓷)、压电聚合物和压电复合材料四种。根据具体的材料形态,则可以分为压电体材料和压电薄膜两大类。 压电效应可分为正压电效应和逆压电效应。 正压电 是指:当晶体受到某固定方向外力的作用时,内部就产生电极化现象,同时在某两个表面上产生符号相反的电荷;当外力撤去后,晶体又恢复到不带电的状态;当外力作用方向改变时,电荷的极性也随之改变;晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。 逆压电 是指对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象。 这里再介绍一下电致伸缩效应。电致伸缩效应,即电介质在电场的作用下,由于感应极化作用而产生应变,应变大小与电场平方成正比,与电场方向无关。压电效应仅存在于无对称中心的晶体中。而电致伸缩效应对所有的电介质均存在,不论是非晶体物质,还是晶体物质,不论是中心对称性的晶体,还是极性晶体。依据电介质压电效应研制的一类传感器称为为压电传感器。 打火机 目前流行的一次性塑料打火机,有相当一部分是采用压电陶瓷器件来打火的。取出其中的压电打火元件,

压电晶体 有一类十分有趣的晶体,当你对它挤压或拉伸时,它的两端就会产生不同的电荷。这种效应被称为压电效应。能产生压电效应的晶体就叫压电晶体。水晶(α-石英)是一种有名的压电晶体。 压电高分子 压电现象是由于应力作用于材料,在材料表面诱导产生电荷的过程,一般这一过程是可逆的,即当材料受到电参数作用,材料也会产生形变能。木材纤维素、腱胶原和各种聚氨基酸都是常见的高分子压电性材料,但是其压电率太低,而没有使用价值。在有机高分子材料中聚偏氟乙烯等类化合物具有较强的压电性质。压电率的大小取决于分子中含有的偶极子的排列方向是否一致。除了含有具有较大偶极矩的C-F键的聚偏氟乙烯化合物外,许多含有其他强极性键的聚合物也表现出压电特性。如亚乙烯基二氰与乙酸乙烯酯、异丁烯、甲基丙烯酸甲酯、苯甲酸乙烯酯等的共聚物,均表现出较强的压电特性。而且高温稳定性较好。主要作为换能材料使用,如音响元件和控制位移元件的制备。前者比较常见的例子是超声波诊断仪的探头、声纳、耳机、麦克风、电话、血压计等装置中的换能部件。将两枚压电薄膜贴合在一起,分别施加相反的电压,薄膜将发生弯曲而构成位移控制元件。利用这一原理可以制成光学纤维对准器件、自动开闭的帘幕、唱机和录像机的对准件。 压电陶瓷 压电陶瓷实际上是一种经过极化处理的、具有压电效应的铁电陶瓷。 在航天领域,压电陶瓷制作的压电陀螺,是在太空中飞行的航天器、人造卫星的“舵”。依靠“舵”,航天器和人造卫星,才能保证其既定的方位和航线。传统的机械陀螺,寿命短,精度差,灵敏度也低,不能很好满足航天器和卫星系统的要求。而小巧玲珑的压电陀螺灵敏度高,可靠性好。 在潜入深海的潜艇上,都装有人称水下侦察兵的声纳系统。它是水下导航、通讯、侦察敌舰、清扫敌布水雷的不可缺少的设备,也是开发海洋资源的有力工具,它可以探测鱼群、勘查海底地形地貌等。在这种声纳系统中,有一双明亮的“眼睛”——压电陶瓷水声换能器。

压电陶瓷材料的发展及应用

压电陶瓷材料的发展及应用 美国Sandia研究所的Haertling在1964年发现,如果在Pb(Ti,Zr)O 3 中 添加少量的Bi 2O 3 进行热压成型时,烧结得很好,这种多晶材料的铁电电滞回线呈 现明显的矩形特性。此后,兰德(Land)等人发现,这种陶瓷被研磨成薄片时透光度高,随着晶体粒度的不同显示出二种电光学效应,即粒度为2微米以上的极化了的粗晶粒陶瓷片,散射光的强度随着极化轴的角度发生变化;2微米以下的微细晶粒陶瓷片,则呈现出以极化为光轴的单轴性负光学各向异性,双折射率随偏置电压的改变而变化.这种陶瓷是一种很有价值的新型电光学材料.这一发现是铁电性透明陶瓷展的开端。 1971年美国Haertling和Land用La置换一部分Pb的 Pb 1-x La x (Zr y Ti i-y ) 1-(x/4) O 3 组成(简称PLZT)进行热压烧结成型,所得陶瓷研磨的薄片 具有电控双折射、电控可变光散射等特性,可用作关阀、电光调制器和光记忆元件,PLZT是一种很有价值的新型电子材料,是20世纪70年代铁电陶瓷的重大进展。 透明铁电压电陶瓷的问世,一方面是由于客观上性技术的发展对铁电压电陶瓷材料在电光方程面的应用提出了要求,另一方面,是由于长期以来人们对铁电压电陶瓷进行了大量的研究实践(特别是热压工艺)的结果。具体的工作在1967年左右开始,1970年5月宣布了透明铁电陶瓷试制成功,随后报道了各种应用研究,1972年改进了工艺方法,提高了厚片的透明度,1973年又发展了不用热压而用通氧烧结的方法成功地制造了较大面积的透明铁电压电陶瓷。在此期间,陆续报道的各种有关的应用或实验结构有铁电显示器、光阀、光信息存贮器、偏置应变存贮显示器件、反射式偏置应变存贮显示器件、散射式存贮显示器件、染料激光波长选择器件、全息存贮输入器件等等。各方面应用的研究正在不断发展中. 透明铁电压电陶瓷的发展,给铁电压电陶瓷开辟了新的应用领域-电光应用,过去电光器件用的是单晶铁电材料,但由于单晶材料存在一些缺点,例如尺

压电陶瓷的特性及应用举例

压电陶瓷的特性及应用举例 芯明天压电陶瓷以PZT锆钛酸铅材料为主,主要利用压电陶瓷的逆压电效应,即通过对压电陶瓷施加电场,压电陶瓷产生纳米级精度的致动位移。 芯明天压电陶瓷 Δ压电效应 压电效应可分为正压电效应和逆压电效应。正压电效应是指压电陶瓷受到特定方向外力的作用时,在压电陶瓷的正负极上产生相反的电荷,当外力撤去后,又缓慢恢复到不带电的状态;逆压电效应是指在对压电陶瓷的极化方向上施加电压,压电陶瓷会随之发生形变位移,电场撤去后,形变会随之消失。

Δ纳米级分辨率 压电陶瓷的形变量非常小,一般都小于1%,虽然形变量非常小,但可通过改变电场强度非常精确地控制形变量。 压电陶瓷是高精度致动器,它的分辨率可达原子尺度。在实际使用中,压电陶瓷的分辨 率通常受到产生电场的驱动控制器的噪声和稳定性的限制。 Δ大出力 压电陶瓷产生的最大出力大小取决于压电陶瓷的截面积,对于小尺寸的压电陶瓷,出力 通常达到数百牛顿的范围,而对于大尺寸的压电陶瓷,出力可达几万牛顿。

Δ响应时间快

关于耐火材料原料的分类

耐火材料是由各种不同种类的耐火原料在特定的工艺条件下加工生产而成。耐火材料在使用过程中会受到各种外界条件的单独或复合作用,因此要有多种具有不同特性的耐火材料来满足特定的使用条件,其所用的耐火原料种类也是多种多样的。 耐火原料的种类繁多,分类方法也多种多样。按原料的生成方式可分为天然原料和人工合成原料两大类,天然矿物原料是耐火原料的主体。自然界中存在的各种矿物是由构成这些矿物的各种元素所组成。现在已探明氧、硅、铝三种元素的总量约占地壳中顽强素总量的90%,氧化物、硅酸盐和铝硅酸盐矿物占明显优势,是蕴藏量十分巨大的天然耐火原料。天然耐火原料的主要品种有:硅石、石英、硅藻土、蜡石、粘土、铝矾土、蓝晶石族矿物原料、菱镁矿、白云石、石灰石、镁橄榄石、蛇纹石、滑石、绿泥石、锆英石、珍珠岩、铬铁矿和石墨等。天然原料通常含杂质较多,成分不稳定,性能波动较大,只有少数原料可直接使用,大部分都要经过提纯、分级甚至煅烧加工后才能满足耐火材料的生产要求。 能作耐火原料用的天然矿物原料的种类是有限的,对制作现代工业所特殊要求的高质量和高技术耐火材料,它们无法满足要求。人工合成耐火原料在近几十年的发展十分迅速。这些合成的耐火原料可以完全达到人们预先设计的化学矿物组成与组织结构,质量稳定,是现代高性能与高技术耐火材料的主要原料。常用的人工合成耐火原料有:莫来石、镁铝尖晶石、锆莫来石、堇青石、钛酸铝、碳化硅等。 按耐火原料的化学组分,可分为氧化物原料与非氧化物原料。随着现代科学技术的发展,某些有机化合物已成为高性能耐火原料的前驱体或辅助原料。 按化学特性,耐火原料又可分为酸性耐火原料,如硅石、粘土、锆英石等;中性耐火原料,如刚玉、铝矾土、莫来石、铬铁矿、石墨等;碱性耐火原料,如镁砂、白云石砂、镁钙砂等。 按照其在耐火材料生产工艺中的作用,耐火原料又可分为主要原料和辅助原料。主要原料是构成耐火材料的主体。辅助原料又分为结合剂和添加剂。结合剂的作用是耐火材料坯体

压电材料概述

压电材料概述 齐鹏飞 0900501331 中国计量学院材料学院09材料3班,杭州 310018 摘要本文介绍了压电效应的作用机理以及材料产生压电效应的原因,并综合概括了压电材料的发展历程及现今的研究方向。 关键词压电效应;压电材料;发展历程;发展方向 压电材料是受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料。由于压电材料的这一性能,以及制作简单、成本低、换能效率高等优点,压电陶瓷被广泛应用于热、光、声、电子学等领域。主要应用有压电换能器、压电发电装置、压电变压器, 医学成像等。 1、压电材料与压电效应 1880年,法国物理学家P. 居里和J.居里兄弟发现,把重物放在石英晶体上,晶体某些表面会产生电荷,电荷量与压力成比例。这一现象被称为压电效应。随即, 居里兄弟又发现了逆压电效应,即在外电场作用下压 电体会产生形变。 压电效应的机理是:具有压电性的晶体对称性较 低,当受到外力作用发生形变时,晶胞中正负离子的 相对位移使正负电荷中心不再重合,导致晶体发生宏 观极化,而晶体表面电荷面密度等于极化强度在表面 法向上的投影,所以压电材料受压力作用形变时两端 面会出现异号电荷。反之,压电材料在电场中发生极化时,会因电荷中心的位移导致材料变形。 材料要产生压电效应,其原子、离子或分子晶体必须具有不对称中心,但是由于材料类型不同,产生压电效应的原因也有所差别。下面以压电陶瓷为例,解释压电效应产生的原因。

压电陶瓷是人工制造的多晶压电材料,与石英单晶产生压电效应有所不同。在无外电场作用时,压电陶瓷内的某些区域中正负电荷重心的不重合,形成电偶极矩,它们具有一致的方向,这些区域称之为电畴。但是各个电畴在压电陶瓷内杂乱分布(图a),由于极化效应被相互抵消,使总极化强度为零,呈电中性,不具有压电特性。如果在压电陶瓷上施加外电场,电畴的方向将发生转动,使之得到极化,当外电场强度达到饱和极化强度时,所有电畴方向将趋于一致(图b)。去掉外电场后,电畴的极化方向基本不变(图c),即剩余极化强度很大,这时才具有压电特性,此时,如果受到外界力的作用,电畴的界限将发生移动,方向将发生偏转,引起剩余极化强度的变化,从而在垂直极化方向的平面上引起极化电荷变化。 2、压电材料的发展与应用 自从1880年,居里兄弟发现了石英晶体存在压电效应后使得压电学成为现代科学与技术的一个新兴领域。材料学及物理学的快速发展使得压电学无论在理论和应用上都取得了长足的进展。第二次世界大战期间,磷酸二氢铵(ADP)、铌酸锂等压电晶体相继被研制出来。1921年,J.Valasek发现了水溶性酒石酸钾钠具有压电性,并在该材料的介电性反常测试中人类历史性地第一次发现材料的铁电性。1941-1949年间,科研人员发现钛酸钡陶瓷具有铁电性能。其铁电性引起了科学界的广泛关注,并为了解释其铁电性提出各种铁电模型,从而促进了诸如LiNb03、LiTa03的各种类型的压、铁电晶体的出现。 1947年s.Robert发现BaTiO3。的强压电效应,这一发现是压电材料发展史上的一次飞跃。1954年美国的Jaffe等发现锆钛酸铅(PZT)陶瓷的具有良好的压电性能,PZT系固溶体在多形相界附近具有良好的压电介电性能,机电耦合系数近于BaTiO3 陶瓷的一倍。在以后的30年间,PZT材料以其较强且稳定的压电性能成为应用最广的压电材料,是压电换能器的主要功能材料.PZT材料的出现使得压电器件从传统的换能器及滤波器扩展到引燃引爆装置、电压变压器及压电发电装置等。近十年来,以PT /PZT为基础,各种新型的功能陶瓷得到快速发展,对其进行性能改进的主要手段主要是在其化学组成上添加含Bi3+、W6+、Nb3+、La3+等高价离子氧化物或者K+、Mg2+、Fe3+等低价离子氧化物,将PZT材料变成相应的“软性材料”或“硬性材料”,其应用领域各不相同。在PZT中入PWN可制成三元系压电陶瓷(P04),国内的压电与声学研究所张福学在PZT中加入PMS制成了PMS三元系压电陶瓷材料等等,这些被改进的PZT材料其综合性能都有显著的提高,可应用于各种不同环境领域。由于以上几种基于PZT/PT研制的压电材料含有大量的铅,制造过程中容易对环境造成污染,国外科研人员开始研制无铅压电陶瓷,如SiBi4TiO等,但由于无铅材料的机电耦合系数远不如含铅压电陶瓷,并且难以制造,故而无铅压电陶瓷的研制工作还很漫长。 1956年B.T.Mattias发现了三硫甘胺晶体的铁电性,为激光和红外技术的广泛应用开打下了坚实地基础。1968年先后发现了硫化锌(ZnS)、氧化锌(ZnO)等压电材料,这些半导体材料的压电性能较弱,有高电压低电流的特性。早期主要应用于压敏电阻领域,近年随着微加工制造技术的发展,该类材料也开始在压电领域崭露头角。1969

耐火材料

一、填空题 1,硅酸盐矿物显微结构:硅酸盐结合物胶结晶体颗粒晶体颗粒直接结合 成结晶网2,熔渣让耐火材料破坏的三种方式:单纯溶解、反应溶解、侵入变质溶解 3,让坯料重新分布的力:静电引力、机械结合力、内摩擦力 4,镁砖的分类:烧 成镁砖、不烧镁砖、再结合镁砖5,颗粒料的组成原则:两头大,中间小 6,氧化铝含量:<%72(莫来石) >%72(莫来石,刚玉) 7,测耐火材料的抗拉性的 两种方法:动态法、静态法 8,ZrO2增韧机理:①应力诱导相变增韧 ②微裂纹增韧 ③裂纹分支增韧④裂纹偏转和弯曲增韧 9,铬镁质材料:方镁石,尖晶石 其基质有三种:M2S 、 CMS 、 C3MS2 1.耐火材料的概念:指主要由无机非金属材料构成的且耐火度不低于1580℃的材料和 制品。耐火材料的品种和质量取决与耐火材料的原料和其生产工艺。 2.耐火材料 分类Ⅰ、化学矿物组成分类:氧化硅质、硅酸盐质、刚玉质、镁质、白云石质、橄榄 石质、尖晶石质、含炭质、含锆质、特殊等耐火材料。Ⅱ、按耐火度高低分为:①普 通耐火制品(耐火度1580-1770℃)、②高级耐火制品(耐火度1770-2000℃)、特级 耐火制品(耐火度2000℃以上)。Ⅲ、按制品形状和尺寸分为:标准砖、异形砖、特 异型砖等。Ⅳ、按化学性质分类:酸性耐火材料、中性耐火材料、碱性耐火材料。 (化性分类对了解耐火材料的化学性质,判断在使用过程中它们之间及耐火材料与接 触物间化学作用情况有着重要意义)3、氧化硅耐火材料为典型的酸性耐火材料, 其矿物组成为:主晶相为磷石英和方石英,基质为石英玻璃相。 4、两种矿物组成:①结晶相(主晶相和次晶相):主晶相是耐火制品结构的主体而且熔点较高的结晶相。其性质、数量、结合状态直接决定着耐火材料的性质。次晶相又称第二固相,也是熔 点较高的晶体,提高耐火制品中固相间的直接结合,改善制品性能。②玻璃相:基质 是指填充于主晶相之间的不同成分的结晶矿物(次晶相)和玻璃相,也称结合相。硅 砖的主晶相:磷石英、方石英粘土砖的主晶相:莫来石、方石英5、耐火材料的气孔 存在形态分类:封闭在制品中不与外界想通的闭口气孔,一端封闭另一端与外界相通 的开口气孔,两端都与外界相通的贯通气孔。气孔的存在主要影响材料的致密度,显 气孔率高时,材料结构疏松,强度低,抗渣性能弱。 耐火材料的化学组成是决定其矿物组成、组织结构的基础。根据各种化学成分的含量 和作用分为:主成分、杂质和外加成分三种。。主成分:指耐火材料中占绝大多数的,对材料高温性质起决定性作用的化学成分。杂质:指耐火材料中不同于主成分的,含 量微少而对耐火材料的抵抗高温性质带来危害的化学成分。外加成分:常称为外加剂,是在耐火制品生产中为特定目的另外加入的少量成分。 矿物:由相对固定的化学组分构成的有确定的内部结构和物理性质的单质或化合物 密度分为:体积密度、视密度、真密度。①体积密度d b:指材料的质量M与其含材料 的实体积Vb和全部气孔体积之和的总体积V b之比 d b=M/V b=M/(Vt+Vc+Vo)。②视密度(表观)da:指材料的质量与其含材料的实体积和封闭气孔体积之和的体积之比。 da=M/(Vt+Vc)③真密度dt:指材料质量与其实体积之比.dt=M/Vt 主晶相:指构成结构结构的主体且熔点较高,对材料的性质起支配作用的一种晶相,(其性质,数量,分布和结合状态直接决定耐火制品性质)。次晶相:又称第二晶相 或第二固相,指耐火材料中在高温下与主晶相和液相并存的,一般其数量较少和对材 料高温性能的影响较主晶相为小的第二种晶相。基质:指在耐火材料大晶体间隙中 存在,或由大晶体嵌入其中的那部分物质,也可认为是大晶体之间的填充物质或胶结物。 耐火度:耐火度是指耐火材料在无荷重时抵抗高温作用而不熔化的性能,表征材料 抵抗高温作用的性能。其意义与熔点不同。熔点是结晶体的液相与固相处于平衡时的

耐火材料种类、性能及检测

耐火材料种类、性能及检测 目前,工业上使用的耐火材料种类繁多,性能各异,涉及工业生产的各个领域。生产水泥使用的耐火材料应满足水泥生产工艺的要求,本文针对水泥回转窑系统使用耐火材料的种类及性能,从耐火砖和耐火浇注料二个方面进行介绍。 第一节回转窑工艺特性对耐火材料的要求 一、简介回转窑的工艺特性: 1.窑温高,对耐火材料的损坏加剧,水泥熟料熔体中的C3A (铝酸三钙)、C4AF(铁铝酸四钙)等侵蚀程度加大,窑内过热导致热应力破坏加剧。 2.窑速快,单位产量加大,机械应力和疲劳破坏加大。 3.碱、氯、硫等组分侵蚀严重,硫酸盐和氯化物等挥发、凝聚、反复循环富集,加剧结构剥落损坏。 4.窑径大,窑皮的稳定性差。 5.窑系统结构复杂,机械电气设备故障增加,频繁开停窑导致热震破坏加剧。 二、预分解窑对耐火材料的要求 1.常温力学强度和高温结构强度要高,窑内不管烧成状况的好坏,窑内温度在10000C以上,要求耐火砖荷重软化温度高。 2.热震稳定性要好,即抵抗窑温剧烈变化而不被破坏的能力好。在停窑,开窑以及窑运转状态不稳定的情况下,窑内的温度变化较大,要求窑衬在温度剧烈变化的情况下,不能有龟裂或者

剥落,要求在操作时尽量使窑温稳定。 3.抗化学侵蚀性要强,在窑内烧成时,所形成的灰分、熔渣、蒸气会对窑衬产生侵蚀。 4.耐磨及力学强度要高,窑内生料的滑动及气流中粉尘的磨擦,对窑衬造成磨损。尤其是开窑的初期,窑内还没有窑皮保护时更是如此。窑衬还要承受高温时的膨胀应力及窑筒体椭圆变形所造成的应力。要求窑衬要有一定的力学强度。 5.窑衬具有良好的挂窑皮性能,窑皮挂在衬砖上,对衬砖有保护作用,如果衬砖具有良好的挂窑皮性能并且窑皮也能够维持较长时间,可以使窑衬不受侵蚀与磨损。 6.气孔率要低,如果气孔率高会造成腐蚀性的窑气渗透入衬砖中凝结,毁坏衬砖,特别是碱性气体。 7.热膨胀安定性能要好,窑筒体的热膨胀系数虽大于窑衬的热膨胀系数。但是窑筒体温度一般都在280-450度左右,而窑衬砖的温度一般都在800度以上,在烧成带温度有1500度,窑衬的热膨胀比窑筒体要大,窑衬容易受压力造成剥落。 8.低铬或无铬,减少铬公害。 9.抗水化性能要好。 第二节预分解窑用耐火砖的种类 一、非碱性砖 非碱性砖为氧化铝含量在48%以上的硅酸铝耐火制品。矿物组成为刚玉(α-AI2O3)、莫来石(3 AI2O32SiO2)和玻璃相,其

常用模具材料介绍

ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 ==典型应用范围: 汽车(仪表板,工具舱门,车轮盖,反光镜盒等),电冰箱,大强度工具(头发烘干机,搅拌器,食品加工机,割草机等),电话机壳体,打字机键盘,娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等. ==注塑模工艺条件: 干燥处理:ABS材料具有吸湿性,要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为80~90℃下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。 熔化温度:210~280℃;建议温度:245℃。 模具温度:25~70℃。(模具温度将影响塑件光洁度,温度较低则导致光洁度较低)。 g u注射压力:500~1000bar。 注射速度:中高速度。 ==化学和物理特性: ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性:丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性;丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性;苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看,ABS是非结晶性材料。三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物,一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相,另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性,并且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性,例如从中等到高等的抗冲击性,从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。ABS材料具有超强的易加工性,外观特性,低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。 ##################################################### PP 聚丙烯 ==典型应用范围: 汽车工业(主要使用含金属添加剂的PP:挡泥板、通风管、风扇等),器械(洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫等),日用消费品(草坪和园艺设备如 剪草机和喷水器等)。

压电材料及其应用

压电材料及其应用 学院:材料学院 专业:材料科学与工程系班级:1019001 姓名:李耘飞 学号:1101900118

压电材料及其应用 李耘飞 材料科学与工程 1101900118 一、压电材料的定义 压电材料是指可以将压强、振动等应力应变迅速转变为电信号,或将电信号转变为形变、振动等信号的机电耦合的功能材料。 当你在点燃煤气灶或热水器时,就有一种压电陶瓷已悄悄地为你服务了一次。生产厂家在这类压电点火装置内,藏着一块压电陶瓷,当用户按下点火装置的弹簧时,传动装置就把压力施加在压电陶瓷上,使它产生很高的电压,进而将电能引向燃气的出口放电。于是,燃气就被电火花点燃了。压电陶瓷的这种功能就叫做压电效应。压电效应的原理是,如果对压电材料施加压力,它便会产生电位差(称之为正压电效应),反之施加电压,则产生机械应力(称为逆压电效应)。如果压力是一种高频震动,则产生的就是高频电流。而高频电信号加在压电陶瓷上时,则产生高频声信号(机械震动),这就是我们平常所说的超声波信号。也就是说,压电陶瓷具有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能,这种相互对应的关系确实非常有意思。 压电材料可以因机械变形产生电场,也可以因电场作用产生机械变形,这种固有的机-电耦合效应使得压电材料在工程中得到了广泛的应用。例如,压电材料已被用来制作智能结构,此类结构除具有自承载能力外,还具有自诊断性、自适应性和自修复性等功能,在未来的飞行器设计中占有重要的地位。 二、压电材料的主要特性包括: (1)机电转换性能:应具有较大的压电系数; (2)机械性能:压电元件作为受力元件,希望它的机械强度高、机械刚度大,以期获得宽的线性范围和高的固有频率; (3)电性能:应具有高的电阻率和大的介电常数,以减小电荷泄漏并获得良好的低频特性(4)温度和湿度的稳定性要好。具有较高的居里点,以得到宽的工作温度范围 (5)时间稳定性:其电压特性应不随时间而蜕变。 压电材料的主要特性参数有:(1) 压电常数、(2) 弹性常数、 (3) 介电常数、(4) 机电耦合系数、(5) 电阻、 (6) 居里点。 三、压电材料的分类 压电材料可分为三类:压电晶体(单晶)、压电陶瓷(多晶)和新型压电材料。其中压电单晶中的石英晶体和压电多晶中的钛酸钡与锆钛酸铅系列压电陶瓷应用较普遍。 (1)压电晶体 1)石英晶体 石英晶体是典型的压电晶体,分为天然石英晶体和人工石英晶体,其化学成份是二氧化硅(SiO2),其压电常数d11=2.1×10-12C/N,压电常数虽小,但时间和温度稳定性极好,在20℃~200℃范围内,其压电系数几乎不变;达到573℃时,石英晶体就失去压电特性,该温度称为居里点,并无热释电性(了解更多)。另外,石英晶体的机械性能稳定,机械强度和机械品质因素高,且刚度大,固有频率高,动态特性好;且绝缘性、重复性均好。 下面以石英晶体为例来说明压电晶体内部发生极化产生压电效应的物理过程。在一个晶体单元体中,有3个硅离子和6个氧离子,后者是成对的,构成六边的形状。在没有外力的作

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