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壓電材料分為壓電單晶體，多晶體壓電陶瓷、高分子壓電材料及聚合物-壓電陶瓷復(fù)合材料四類。由于其具有不同的工藝及應(yīng)用特點(diǎn)，因此應(yīng)用領(lǐng)域各有不同。在這四類壓電材料中，壓電陶瓷占據(jù)有相當(dāng)大的比重，也是目前市場上應(yīng)用廣泛的壓電材料。

（1）壓電單晶體：石英、水溶性壓電晶體（酒石酸鉀鈉、酒石酸乙烯二銨、酒石酸二鉀、硫酸鉀等）；
（2）多晶體壓電陶瓷：代表性的壓電陶瓷有鈦酸鋇壓電陶瓷、鋯鈦酸鉛系壓電陶瓷、鈮酸鹽系壓電陶瓷和鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等；
（3）高分子壓電材料：極性高分子材料如聚偏氟乙烯，其具有低聲學(xué)阻抗特性，柔韌性良好，可以制作極薄的組件。但同時也存在壓電參數(shù)小、極化電場高的缺點(diǎn)；
（4）聚合物-壓電陶瓷復(fù)合材料：柔韌性良好，可制作極薄的組件，壓電陶瓷的加入可以改善高分子壓電材料壓電常數(shù)小、極化電場高的缺點(diǎn)。
壓電材料的晶體結(jié)構(gòu)可分為鈣鈦礦結(jié)構(gòu)、鎢青銅結(jié)構(gòu)、鉍層狀結(jié)構(gòu)等。

       壓電傳感器陶瓷元件是中鐳公司兩大支柱產(chǎn)品之一。傳感器的主要應(yīng)用領(lǐng)域有：消費(fèi)電子、汽車電子、醫(yī)療電子、工業(yè)機(jī)械與儀器儀表、微電子系統(tǒng)與智能精密機(jī)械、光學(xué)與光電子。
       公司生產(chǎn)的壓電陶瓷元件，滿足各種場景的壓力、溫度、汽車船舶及水下潛艇等位置距離、工業(yè)及消費(fèi)電子的液體及氣體流量等物理量的感應(yīng)及測量需求，醫(yī)用超聲成像感知需求以及振動感知、超聲波感應(yīng)等復(fù)合需求。公司典型的元件產(chǎn)品有：壓力感應(yīng)陶瓷片元件，倒車?yán)走_(dá)陶瓷片元件、紅外熱釋電感應(yīng)陶瓷元件、工業(yè)無損探傷陶瓷元件、醫(yī)療B超成像陶瓷元件、人工耳蝸陶瓷元件、飲水機(jī)液位感應(yīng)陶瓷元件、水聲接收換能器陶瓷元件、加速度感應(yīng)陶瓷元件等。以上傳感器的核心元件均為壓電功能陶瓷。我公司有比較完善的解決方案。
    (1)綜絲未施加張力時,切勿轉(zhuǎn)動提花裝置。
    (2)未拆除滑輪的裝運(yùn)制動桿時,切勿轉(zhuǎn)動提花裝置。
    (3)接通主開關(guān)之前,先確認(rèn)全部電磁閥板已正確裝接妥當(dāng)。如果裝接有問題,可能導(dǎo)致提花裝置嚴(yán)峻損壞。
    (4)關(guān)掉提花裝置和織機(jī)的電源之后,由于有不均衡的負(fù)載作用在提花裝置上,提花裝置簡單翻轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)動)。對提花裝置進(jìn)行任何維修、調(diào)節(jié)或潤滑工作之前,肯定要把定位銷或支架固定在提臂上,來鎖定提花裝置的位置。
    (5)如果主電源的電壓波動超過±15%,用戶需采取有力的措施來改善供電穩(wěn)定程度,保證電壓波動在±15%以內(nèi)。

    (6)綜絲負(fù)重:為保證提花裝置的工作正常,下面簧片的載荷規(guī)定必須遵守。

    在底梭口處每個提花裝置簧片的小凈負(fù)荷為:1.96N(簧片凈負(fù)荷等于底梭口處綜絲彈簧/彈性張力加上經(jīng)紗張力的向上效應(yīng))。
    在頂梭口處等每個提花裝置簧片的大凈負(fù)荷為11.76N(簧片凈負(fù)荷等于底梭口處綜絲
    彈簧/彈性張力加上經(jīng)紗張力的向下效應(yīng))。
    提花裝置每根綜絲的小負(fù)荷,依織造條件而異,受棉花紗線的類型及綜絲密度所左右。綜絲供應(yīng)商有責(zé)任保證小負(fù)荷配合織造中的布料。
    調(diào)節(jié)經(jīng)紗張力會相應(yīng)地影響簧片凈負(fù)荷。指定的大和小值,必須保持不變。
    (7)為方便運(yùn)輸,齒輪箱和齒輪油是分開運(yùn)輸?shù)?在安裝完齒輪箱后切莫忘記加入齒輪油,油量大約為2.5L。
    在齒輪的初運(yùn)轉(zhuǎn)階段,齒輪箱的表面溫度可以達(dá)到100℃。這個溫度將會降低至40～50℃的正常運(yùn)轉(zhuǎn)溫度。
    (8)以導(dǎo)電或磨損性纖維,例如碳質(zhì)或玻璃纖維進(jìn)行編織時,必須使用適當(dāng)?shù)某闅庀到y(tǒng)以確保纖維不會進(jìn)入提花裝置或者它的電源箱。
    導(dǎo)電纖維和帶磨損性的纖維會對提花裝置大多數(shù)零件造成廣泛的損壞。
    (9)安裝和操作

        安裝和操作提花裝置時,技術(shù)人員必須遵照全部的工作慣例和程序。為固定電纜鉆孔時,要佩戴安全眼鏡。在靠近正在運(yùn)轉(zhuǎn)的織機(jī)和提花裝置進(jìn)行工作時,應(yīng)佩戴護(hù)耳器。不要站在提花裝置或操縱器的任何零件上。如果沒有適當(dāng)?shù)恼彰?必要時可使用觀看用的燈完。

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       壓電材料指的是具有壓電效應(yīng)的材料。根據(jù)材料種類進(jìn)行分類可分為無機(jī)壓電材料、有機(jī)壓電材料和復(fù)合壓電材料三種，無機(jī)壓電材料還可細(xì)分為壓電晶體和壓電陶瓷。

 在振動工程領(lǐng)域中，振動控制可分為主動控制和被動控制兩類。被動控制屬于反饋控制，結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)，但是對于控制的效果和適應(yīng)性較差；而主動控制不同，具有控制效果好、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)，彌補(bǔ)了被動控制的不足。目前，人們主要利用壓電材料對振動進(jìn)行主動控制。

       ①壓電晶體：壓電晶體一般指的是壓電單晶體，即按晶體空間點(diǎn)陣長程有序生長而成的晶體，由于結(jié)構(gòu)無對稱中心而具有壓電性，如石英、鎵酸鋰、鍺酸鋰等。目前投入使用的壓電單晶體主要為非鐵電性壓電晶體石英，石英晶體具有機(jī)械品質(zhì)因數(shù)高、頻率溫度系數(shù)小的特點(diǎn)；其次即為鐵電性壓電晶體鈮酸鋰和鉭酸鋰，它們的機(jī)電耦合系數(shù)大，且可在高溫環(huán)境下使用。

       ②壓電陶瓷：壓電陶瓷指的是用幾種必須原料混合、高溫?zé)捴贫?，由粉粒間的固相反應(yīng)和燒結(jié)過程得到的微細(xì)晶粒無規(guī)則集合而成的多晶體。在上世紀(jì)50年代發(fā)明的鋯鈦酸鉛（化學(xué)式，可簡稱為PZT）是至今使用最為廣泛的壓電陶瓷材料。與壓電單晶體對比，壓電陶瓷的壓電性強(qiáng)、介電常數(shù)高，加工成的形狀也比較多樣化，但同時也存在機(jī)械品質(zhì)因子較低、電損耗較大、穩(wěn)定性差等不足之處，更適用于大功率換能器和寬帶濾波器等應(yīng)用。

       ③有機(jī)壓電材料：有機(jī)壓電材料又稱為壓電聚合物，以聚偏氟乙烯為典型代表。這類壓電材料的特點(diǎn)是材質(zhì)柔韌、低密度、低阻抗、高壓電電壓常數(shù)，在壓力傳感、引燃引爆等領(lǐng)域有所運(yùn)用。

 ④復(fù)合壓電材料：復(fù)合壓電材料由多種材料復(fù)合，兼具無機(jī)壓電材料和有機(jī)壓電材料的優(yōu)勢，克服了難以加工成形的不足，更具有密度小、聲速低的特點(diǎn)，易和空氣、水及生物組織實(shí)現(xiàn)聲抗阻匹配。除此之外，壓電復(fù)合材料還具有上述材料未擁有的性能，如無自發(fā)極化的壓電材料與另外一種材料復(fù)合之后可具有熱釋電效應(yīng)；普通壓電材料與磁滯伸縮材料復(fù)合可具有磁電效應(yīng)等.

       以GT511、GT511—Ⅱ型電子提花裝置為例,介紹電子提花裝置的使用。
       (1)綜絲未施加張力時,切勿轉(zhuǎn)動提花裝置。
       (2)未拆除滑輪的裝運(yùn)制動桿時,切勿轉(zhuǎn)動提花裝置。
       (3)接通主開關(guān)之前,先確認(rèn)全部電磁閥板已正確裝接妥當(dāng)。如果裝接有問題,可能導(dǎo)致提花裝置嚴(yán)峻損壞。
       (4)關(guān)掉提花裝置和織機(jī)的電源之后,由于有不均衡的負(fù)載作用在提花裝置上,提花裝置簡單翻轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)動)。對提花裝置進(jìn)行任何維修、調(diào)節(jié)或潤滑工作之前,肯定要把定位銷或支架固定在提臂上,來鎖定提花裝置的位置。
       (5)如果主電源的電壓波動超過±15%,用戶需采取有力的措施來改善供電穩(wěn)定程度,保證電壓波動在±15%以內(nèi)。
       (6)綜絲負(fù)重:為保證提花裝置的工作正常,下面簧片的載荷規(guī)定必須遵守。
       在底梭口處每個提花裝置簧片的最小凈負(fù)荷為:1.96N(簧片凈負(fù)荷等于底梭口處綜絲彈簧/彈性張力加上經(jīng)紗張力的向上效應(yīng))。
       在頂梭口處等每個提花裝置簧片的最大凈負(fù)荷為11.76N(簧片凈負(fù)荷等于底梭口處綜絲
       彈簧/彈性張力加上經(jīng)紗張力的向下效應(yīng))。
       提花裝置每根綜絲的最小負(fù)荷,依織造條件而異,受棉花紗線的類型及綜絲密度所左右。綜絲供應(yīng)商有責(zé)任保證最小負(fù)荷配合織造中的布料。
       調(diào)節(jié)經(jīng)紗張力會相應(yīng)地影響簧片凈負(fù)荷。指定的最大和最小值,必須保持不變。
       (7)為方便運(yùn)輸,齒輪箱和齒輪油是分開運(yùn)輸?shù)?在安裝完齒輪箱后切莫忘記加入齒輪油,油量大約為2.5L。
       在齒輪的最初運(yùn)轉(zhuǎn)階段,齒輪箱的表面溫度可以達(dá)到100℃。這個溫度將會降低至40～50℃的正常運(yùn)轉(zhuǎn)溫度。
       (8)以導(dǎo)電或磨損性纖維,例如碳質(zhì)或玻璃纖維進(jìn)行編織時,必須使用適當(dāng)?shù)某闅庀到y(tǒng)以確保纖維不會進(jìn)入提花裝置或者它的電源箱。
       導(dǎo)電纖維和帶磨損性的纖維會對提花裝置大多數(shù)零件造成廣泛的損壞。
       (9)安裝和操作
       安裝和操作提花裝置時,技術(shù)人員必須遵照全部的工作慣例和程序。為固定電纜鉆孔時,要佩戴安全眼鏡。在靠近正在運(yùn)轉(zhuǎn)的織機(jī)和提花裝置進(jìn)行工作時,應(yīng)佩戴護(hù)耳器。不要站在提花裝置或操縱器的任何零件上。如果沒有適當(dāng)?shù)恼彰?必要時可使用觀看用的燈完。

       壓電陶瓷換能器有兩種材料：磁致伸縮金屬和壓電陶瓷。

       壓電陶瓷換能器作為一種能量傳輸網(wǎng)絡(luò)，存在能量轉(zhuǎn)換效率問題。轉(zhuǎn)換效率與換能器材料、振動形式、機(jī)械振動系統(tǒng)（包括支撐機(jī)構(gòu)）的結(jié)構(gòu)以及工作頻率的選擇有關(guān)。因此，在超聲換能器的設(shè)計(jì)中，應(yīng)該考慮各種因素，如聲阻抗、頻率響應(yīng)、阻抗匹配、聲學(xué)結(jié)構(gòu)、振動模式和轉(zhuǎn)換材料，以及如何設(shè)計(jì)和協(xié)調(diào)這些因素，以使電聲轉(zhuǎn)換達(dá)到最佳值。

       利用壓電材料的正逆壓電效應(yīng)制成的換能器，換能器顧名思義就是指可以進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的器件。

       通常我們所說的為電聲換能器，能夠發(fā)射聲波的換能器叫發(fā)射器；用來接收聲波的換能器叫接收器。例如壓電蜂鳴器就屬于電-聲換能器，通?？梢杂米鲌缶鞯?。

       壓電陶瓷換能片的原理是，當(dāng)壓力或張力施加到陶瓷片上時，在陶瓷片的兩端會產(chǎn)生極性相反的電荷，并通過電路產(chǎn)生電流。這種效應(yīng)稱為壓電效應(yīng)。

如果由這種壓電陶瓷制成的換能器被放入水中，那么在聲波的作用下，在換能器的兩端會感應(yīng)出電荷，這是聲波接收器。此外，壓電效應(yīng)是可逆的。 如果交變電場施加到壓電陶瓷片上，陶瓷片會不時變得越來越薄和厚，同時產(chǎn)生振動并發(fā)出聲波。因此，解決了超聲波發(fā)射器的問題。

       壓電換能器的主要特點(diǎn)是電聲轉(zhuǎn)換效率高，特別是接收靈敏度高，但其機(jī)械強(qiáng)度低（脆性大），因此在高功率應(yīng)用中受到限制（不過目前的最新技術(shù)已能達(dá)到數(shù)百瓦到上千瓦的聲輻射功率）。另外，一些單晶材料容易溶于水而失效（水解）。

       壓電換能器是不分正負(fù)極的。因?yàn)閴弘姄Q能器是交流驅(qū)動的。但是，與清洗和焊接傳感器一樣，為了方便起見，與前后蓋板連接的電極通常被視為負(fù)電極。用于檢測的傳感器，如果是金屬外殼，通常將金屬外殼與壓電傳感器連接，當(dāng)屏蔽用，這個當(dāng)負(fù)極。

        在現(xiàn)代，壓電陶瓷制品對我們并不陌生。正壓電效應(yīng)的應(yīng)用主要用于燃?xì)恻c(diǎn)火器，如燃?xì)庠睢⑷細(xì)獯蚧饳C(jī)等的點(diǎn)火系統(tǒng)。基本工作原理為:由外力壓縮一個彈簧，壓到頂點(diǎn)后釋放，彈簀力推動一個重錘打擊壓電陶瓷柱產(chǎn)生一數(shù)千伏的高壓火花，點(diǎn)燃可燃?xì)怏w。

        逆壓電效應(yīng)的應(yīng)用主要用于壓電蜂鳴器，例如音樂賀卡、門鈴、尋呼機(jī)、移動電話機(jī)振鈴等?；竟ぷ髟頌椋寒?dāng)在壓電陶瓷片上施加一交變電場時，壓電陶瓷片產(chǎn)生一相對應(yīng)的形變即振動，當(dāng)振動頻率在音頻波段內(nèi)時就會發(fā)出對應(yīng)的音響。

        應(yīng)用此特性配合機(jī)械諧振原理還大量用于制造諧振器、選頻器、延遲線、濾波器等電子組件。壓電陶瓷變壓器的基本構(gòu)成則是將一壓電蜂鳴器的應(yīng)用與一壓電點(diǎn)火器的應(yīng)用組合起來，組成壓電諧振子。在蜂鳴器的一端（稱為驅(qū)動端）輸入一個與壓電變壓器諧振頻率一致的正弦交變電壓，壓電諧振子產(chǎn)生振動，傳導(dǎo)至點(diǎn)火器的一端（稱為發(fā)電端），產(chǎn)生連續(xù)的正弦波電壓，視乎于壓電變壓器的結(jié)構(gòu)特征，可以是輸入低電壓、輸出高電壓（升壓型），也可以是輸入高電壓、輸出低電壓（降壓型）。若在高頻驅(qū)動電壓上通過調(diào)制解調(diào)器加入低頻調(diào)制，則可實(shí)現(xiàn)信號傳輸。

       一種傳感器就是一種系統(tǒng)，一個系統(tǒng)總可以用一個數(shù)學(xué)方程式或函數(shù)來描述。即用某種方程式或函數(shù)表征傳感器的輸出和輸入間的關(guān)系和特性。

       從傳感器的靜態(tài)輸入-輸出關(guān)系建立的數(shù)學(xué)模型叫靜態(tài)模型；從傳感器的動態(tài)輸入-輸出關(guān)系建立的數(shù)學(xué)模型叫動態(tài)模型。

       傳感器所測量的非電量一般有兩種形式：一種是穩(wěn)定的，即不隨時間變化或變化極其緩慢，稱為靜態(tài)信號;另一種是隨時間變化而變化，稱為動態(tài)信號。

       由于輸入量的狀態(tài)不同，傳感器所呈現(xiàn)出來的輸入-輸出特性也不同，因此存在所謂的靜態(tài)特性和動態(tài)特性，為了降低或消除傳感器在測量控制系統(tǒng)中的誤差，傳感器必須具有良好的靜態(tài)特性和動態(tài)特性，才能使信號(或能量)按規(guī)律準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換。

制造特點(diǎn) 
　　壓電陶瓷的制造特點(diǎn)是在直流電場下對鐵電陶瓷進(jìn)行極化處理，使之具有壓電效應(yīng)。一般極化電場為3～5kV/mm，溫度100～150°C，時間5～20min。這三者是影響極化效果的主要因素。性能較好的壓電陶瓷，如鋯鈦酸鉛系陶瓷，其機(jī)電偶合系數(shù)可高達(dá)0.313～0.694。 　　壓電陶瓷主要用于制造超聲換能器、水聲換能器、電聲換能器、陶瓷濾波器、陶瓷變壓器、陶瓷鑒頻器、高壓發(fā)生器、紅外探測器、聲表面波器件、電光器件、引燃引爆裝置和壓電陀螺等。 

陶瓷特性 
　　壓電陶瓷具有敏感的特性，可以將極其微弱的機(jī)械振動轉(zhuǎn)換成電信號，可用于聲納系統(tǒng)、氣象探測、遙測環(huán)境保護(hù)、家用電器等。地震是毀滅性的災(zāi)害，而且震源始于地殼深處，以前很難預(yù)測，使人類陷入了無計(jì)可施的尷尬境地。壓電陶瓷對外力的敏感使它甚至可以感應(yīng)到十幾米外飛蟲拍打翅膀?qū)諝獾臄_動，用它來制作壓電地震儀，能精確地測出地震強(qiáng)度，指示出地震的方位和距離。這不能不說是壓電陶瓷的一大奇功。 　　壓電陶瓷在電場作用下產(chǎn)生的形變量很小，最多不超過本身尺寸的千萬分之一，別小看這微小的變化，基于這個原理制做的精確控制機(jī)構(gòu)－－壓電驅(qū)動器，對于精密儀器和機(jī)械的控制、微電子技術(shù)、生物工程等領(lǐng)域都是一大福音。 　　諧振器、濾波器等頻率控制裝置，是決定通信設(shè)備性能的關(guān)鍵器件，壓電陶瓷在這方面具有明顯的優(yōu)越性。它頻率穩(wěn)定性好，精度高及適用頻率范圍寬，而且體積小、不吸潮、壽命長，特別是在多路通信設(shè)備中能提高抗干擾性，使以往的電磁設(shè)備無法望其項(xiàng)背而面臨著被替代的命運(yùn)。 

主要原理 
　　我們來看一種新型自行車減震控制器，一般的減振器難以達(dá)到平穩(wěn)的效果，而這種ACX減震控制器，通過使用壓電材料，首次提供了連續(xù)可變的減震功能。一個傳感器以每秒50次的速率監(jiān)測沖擊活塞的運(yùn)動，如果活塞快速動作，一般是由于行駛在不平地面而造成的快速沖擊，這時需要啟動最大的減震功能；如果活塞運(yùn)動較慢，則表示路面平坦，只需動用較弱的減震功能。

        壓電陶瓷的用途非常廣泛。下面我們來舉其中幾例：

1、超聲波換能器  
        適用于用于超聲波焊接設(shè)備以及超聲波清洗設(shè)備，主要采用大功率發(fā)射型壓電陶瓷制作，超聲波換能器是一種能把高頻電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，超聲波換能器作為能量轉(zhuǎn)換器件，它的功能是將輸入的電功率轉(zhuǎn)換成機(jī)械功率（即超聲波）再傳遞出去，而它自身消耗很少的一部分功率。 

2、壓電打火機(jī) 
        現(xiàn)在煤氣灶上用的一種新式電子打火機(jī)，就是利用壓電陶瓷制成的。只要用手指壓一下打火按鈕，打火機(jī)上的壓電陶瓷就能產(chǎn)生高電壓，形成電火花而點(diǎn)燃煤氣，可以長久使用。所以壓電打火機(jī)不僅使用方便，安全可靠，而且壽命長，例如一種鈦鉛酸鉛壓電陶瓷制成的打火機(jī)可使用100萬次以上。 　　

3、防核護(hù)目鏡 
        核試驗(yàn)員帶上用透明壓電陶瓷做成的護(hù)目鏡后，當(dāng)核爆炸產(chǎn)生的光輻射達(dá)到危險程度時，護(hù)目鏡里的壓電陶瓷就把它轉(zhuǎn)變成瞬時高壓電，在1/1000 s里，能把光強(qiáng)度減弱到只有1/10000，當(dāng)危險光消失后，又能恢復(fù)到原來的狀態(tài)。這種護(hù)目鏡結(jié)構(gòu)簡單，只有幾十克重，安裝在防核護(hù)目頭盔上攜帶十分方便。 

4、壓電引爆器 
        自從第一次世界大戰(zhàn)中英軍發(fā)明了坦克，并首次在法國索姆河的戰(zhàn)斗中使用而重創(chuàng)了德軍后，坦克在多次戰(zhàn)斗中大顯身手。然而到了20世紀(jì)六七十年代，由于反坦克武器的發(fā)明，坦克失去了昔日的輝煌。反坦克炮發(fā)射出的穿甲彈接觸坦克，就會馬上爆炸，把坦克炸得粉碎。這是因?yàn)閺楊^上裝有壓電陶瓷，它能把相碰時的強(qiáng)大機(jī)械力轉(zhuǎn)變?yōu)樗查g高電壓，爆發(fā)火花而引爆炸藥。 　　　

5、聲納  
        在海戰(zhàn)中，最難對付的是潛艇，它能長期在海下潛航，神不知鬼不覺地偷襲港口、艦艇，使敵方大傷腦筋。如何尋找敵潛艇？靠眼睛不行，用雷達(dá)也不行，因?yàn)殡姶挪ㄔ诤Ｋ飼眲∷p，不能有效地傳遞信號，探測潛艇靠的是聲納------水下耳朵。壓電陶瓷就是制造聲納的材料，它發(fā)出超聲波，遇到潛艇便反射回來，被接收后經(jīng)過處理，就可測出敵潛艇的方位、距離等。
　
6、聲音轉(zhuǎn)換器 
        聲音轉(zhuǎn)換器是最常見的應(yīng)用之一。像拾音器、傳聲器、耳機(jī)、蜂鳴器、超聲波探深儀、聲納、材料的超聲波探傷儀等都可以用壓電陶瓷做聲音轉(zhuǎn)換器。如兒童玩具上的蜂鳴器就是電流通過壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)產(chǎn)生振動，而發(fā)出人耳可以聽得到的聲音。壓電陶瓷通過電子線路的控制，可產(chǎn)生不同頻率的振動，從而發(fā)出各種不同的聲音。例如電子音樂賀卡，就是通過逆壓電效應(yīng)把交流音頻電信號轉(zhuǎn)換為聲音信號。 　　

　　壓電陶瓷聽起來很高端，說白了就是一種電子陶瓷材料，具有壓電特性。那么壓電陶瓷的壓電特性是怎么來的?這是壓電陶瓷經(jīng)過了極化，所具有的特性。而極化又是化學(xué)當(dāng)中重要的基本知識點(diǎn)，下面主要針對極化作相關(guān)介紹,希望這篇精心整理的文章能夠給有需要的朋友一些最基本的幫助。??
　　所謂極化，就是在壓電陶瓷上加一強(qiáng)直流電場，使陶瓷中的電疇沿電場方向取向排列，又稱人工極化處理，或單疇化處理。
　　
　　一、人工極化
　　在壓電陶瓷上加一足夠高的直流電場，并保持一定的溫度和時間，迫使其電疇轉(zhuǎn)向，或者說迫使其自發(fā)極化作定向排列。極化前，各晶粒內(nèi)存在許多自發(fā)極化方向不同的電疇，陶瓷內(nèi)的極化強(qiáng)度為零，極化處理時，晶粒可以形成單疇，自發(fā)極化盡量沿外場
　　方向排列。極化處理后，外電場為零，由于內(nèi)部回復(fù)力(如極化產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力的釋放等)作用，各晶粒自發(fā)極化只能在一定程度上按原外電場方向取向，陶瓷內(nèi)的極化強(qiáng)度不再為零，這種極化強(qiáng)度，稱為剩余極化強(qiáng)度。

　　二、極化原理
　　壓電陶瓷的極化機(jī)理取決于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。壓電陶瓷是由一顆顆小晶粒無規(guī)則地“鑲嵌”而成，每個小晶?？煽礊橐粋€小單晶，其中原子(離子)都是有規(guī)則(周期性)的排列，形成晶格，晶格又由一個個重復(fù)單元—晶胞組成。 晶粒與晶粒的晶格方向不一定相同，從整體看，仍是混亂、無規(guī)則的。 為了使壓電陶瓷處于能量(靜電能與彈性能)最低狀態(tài)，晶粒中就會出現(xiàn)若干小區(qū)域，每個小區(qū)域內(nèi)晶胞自發(fā)極化有相同的方向，但鄰近區(qū)域之間的自發(fā)極化方向則不同。自發(fā)極化方向一致的區(qū)域稱為電疇，整塊陶瓷包括許多電疇。

      近年來，煤氣公司出售的一種新式的電子打火機(jī)，就是應(yīng)用壓電陶瓷的壓電效應(yīng)制成的。有些少年朋友假如在中午要自己把飯菜熱一下，你一定有這方面的“經(jīng)驗(yàn)”：只要用大拇指壓一下打火機(jī)上的按鈕，壓電陶瓷即產(chǎn)生高電壓，形成火花放電，從而點(diǎn)燃煤氣。當(dāng)壓電陶瓷把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能放電時，陶瓷本身不會消耗，也幾乎沒有磨損，可以長久使用下去。所以，壓電打火機(jī)使用方便，安全可靠，壽命長。據(jù)煤氣公司銷售人員介紹，一把壓電打火機(jī)可使用30萬次以上。以每年使用3000次計(jì)算，約可以使用100年。

      地震這一自然現(xiàn)象，一直顯得異常猙獰可畏。地球每年發(fā)生的地震大約有幾百萬次，其中人能感覺到的約為幾萬次，約占1%。20世紀(jì)以來，已發(fā)生10次破壞性大地震，其中有4次發(fā)生在中國。

      大地震一旦發(fā)生，對人類造成的災(zāi)難是毀滅性的，因此，地震預(yù)報十分重要。由于壓電陶瓷的壓電效應(yīng)非常靈敏，能精確地測出地殼內(nèi)細(xì)微的變化，甚至可以檢測到10多米外昆蟲拍打翅膀引起的空氣振動，所以，壓電地震儀能精確地測出地震強(qiáng)度。由于壓電陶瓷能測定聲波的傳播方向，因此，壓電地震儀還能告訴人們地震的方位和距離。有壓電地震儀來預(yù)報地震，人們可以放心多了。

在軍事上，人們在制造穿甲彈的時候，常常把壓電陶瓷安裝在彈頭部位。只要穿甲彈一擊中坦克，炸藥就會被壓電陶瓷產(chǎn)生的高壓電點(diǎn)燃而爆炸，把坦克炸得粉碎。

      此外，通過正壓電效應(yīng)，把機(jī)械振動轉(zhuǎn)換為交流電信號，可用來制造壓電拾音器、揚(yáng)聲器、蜂鳴器、超聲波接收探頭等，其中電子音樂賀卡就是這種器件的實(shí)例。反之，通過逆壓電效應(yīng)，將交流電信號轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動，可用于制造超聲波發(fā)射儀、壓電揚(yáng)聲器、錄像機(jī)和錄音機(jī)的傳動裝置以及超聲波清洗劑。另外，許多高轉(zhuǎn)換效率、高靈敏度的聲波發(fā)射和接收的壓電器件正服役于超聲波的水下探測儀，材料的超聲波無損探傷儀，探測海洋中魚群的規(guī)模、種類、密集程度、方位和距離，潛水艇位置的水下聲納，超聲波斷層攝影裝置，大功率超聲波碎石儀等各種儀器。

      壓電陶瓷具有加工成型方便、成本低、壓電特性便于控制等特點(diǎn)，壓電陶瓷的用途十分廣泛。據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，壓電陶瓷至少有20多種用途。應(yīng)用范圍正在不斷擴(kuò)大，前景不可估量。

      目前針織橫機(jī)已普遍采用了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和利用電子選針技術(shù)來控制橫機(jī)進(jìn)行單針選針，從而形成各種花色 。另外，一些老的機(jī)械,在進(jìn)行設(shè)備改造時，也采用電子選針替代舊式的機(jī)械選針，以擴(kuò)大其花紋的可能性和實(shí)用性。我們在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)不少廠家在進(jìn)行選針系統(tǒng)的自行研制改造中，因選針器選用不當(dāng)經(jīng)常會出現(xiàn)花型錯亂變形，甚至還可能引起機(jī)構(gòu)的錯誤動作而損壞機(jī)械結(jié)構(gòu)。

1、選針器的作用
      大多數(shù)電腦橫機(jī)選針控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)都是電磁選針這里,電腦橫機(jī)采用上、下兩級計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，上位機(jī)為工控機(jī)，主要負(fù)責(zé)管理與監(jiān)控；下位機(jī)采用單片機(jī)及擴(kuò)展系統(tǒng)，其根據(jù)同步信號和上位機(jī)的控制信號,負(fù)責(zé)控制選針器的選針。由此可見，選針器是一種依照織物花型組合的電信號依次驅(qū)動選針機(jī)件的換能器 , 是電腦橫機(jī)控制系統(tǒng)用來實(shí)施選針控制的執(zhí)行元件。因此，其性能好壞將直接影響選針準(zhǔn)確性和可靠性。

2、選針器的類別 
      目前常用的選針器，從動作原理上分，有電磁式和壓電式兩種。壓電式選針器是利用壓電陶瓷材料作為轉(zhuǎn)換元件，利用控制器發(fā)送的脈沖信號，作用于壓電元件上，靠壓電材料的逆壓電效應(yīng),使壓電元件彎曲到預(yù) 。先記憶的形狀來進(jìn)行選針;另一種選針器則是利用對電磁螺旋管通入不同方向電流,使電磁螺旋管頭端的極性相應(yīng)變化，或與永久性磁鐵配合使用，靠電磁鐵與永久性磁鐵間的吸力和斥力來實(shí)現(xiàn)選針頭擺動，即用壓針法實(shí)現(xiàn)選針，或者直接通過電磁鐵的極性變化來控制選針器選針，使織針分走不同軌道，用抄針法完成。