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壓電電動機
鎖定
- 中文名
- 壓電電動機
- 外文名
- piezoelectric motor
- 組成部分
- 運動件及振動件兩部分
- 原 理
- 壓電體的壓電逆效應
壓電電動機簡介
壓電電動機是利用壓電材料在施加電場後形狀改變的原理而製成的電動機。有的壓電電動機利用了逆壓電效應,即材料為了線性或轉動運動而發生聲學的或者超聲的振動。在另一種機制裏,單板的延伸被用來產生一系列的伸展和定位,就像毛毛蟲的前進機制一樣。
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壓電電動機壓電效應
壓電效應(英語:Piezoelectricity),是電介質材料中一種機械能與電能互換的現象。壓電效應有兩種,正壓電效應及逆壓電效應。壓電效應在聲音的產生和偵測,高電壓的生成,電頻生成,微量天平(英語:microbalance),和光學器件的超細聚焦有着重要的運用。
1880年皮埃爾·居里和雅克·居里兄弟發現電氣石具有壓電效應。1881年,他們通過實驗驗證了逆壓電效應,並得出了正逆壓電常數。1910年,德國物理學家沃德馬·沃伊特發表著作《晶體物理學教科書》(Lehrbuch der Kristallphysik,Textbook on Crystal Physics)。這本書描述了20種能夠產生壓電效應的自然晶體,並且用張量分析來嚴格定義壓電常數。
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壓電電動機壓電材料
壓電材料會有壓電效應是因晶格內原子間特殊排列方式,使得材料有應力場與電場耦合的效應。根據材料的種類,壓電材料可以分成壓電單晶體、壓電多晶體(壓電陶瓷)、壓電聚合物和壓電覆合材料四種。根據具體的材料形態,則可以分為壓電體材料和壓電薄膜兩大類。
壓電單晶體
- 含層狀結構的鈦酸鉍晶體等。
目前應用最廣泛的非鐵電性的石英壓晶體管、鐵電型壓晶體管鈮酸鋰和鈮酸鉭等。
壓電多晶體(壓電陶瓷)
陶瓷的壓電性質最早是在鈦酸鋇上發現的,但是由於純的鈦酸鋇陶瓷燒結難度較大,且居里點(120℃左右)、室温附近(5℃左右)有相變發生,即使改變其摻雜特性,其壓電性仍然不高。1950年左右發明的鋯鈦酸鉛(簡稱:PZT)則是迄今為止使用最多的壓電陶瓷。
壓電聚合物
早在1940年,蘇聯就曾發現木材具有壓電性。之後又相繼在苧麻、絲竹、動物骨骼、皮膚、血管等組織中發現了壓電性。1960年發現了人工合成的高分子聚合物的壓電性。1969年發現電極化後的聚偏二氟乙烯具有較強的壓電性。具有較強壓電性的材料包括PVDF及其共聚物、聚氟乙烯、聚氯乙烯、聚-γ-甲基-L-穀氨酸酯和尼龍-11等。
壓電覆合材料