O princípio da placa de cerâmica piezoelétrica: Quando pressão ou tensão é aplicada à placa de cerâmica, cargas de polaridade oposta serão geradas nas duas extremidades da placa de cerâmica, e uma corrente é gerada através do circuito. Este efeito é denominado efeito piezoelétrico. Se um transdutor feito dessa cerâmica piezoelétrica for colocado na água, então sob a ação de ondas sonoras, cargas serão induzidas em ambas as extremidades do transdutor, que é um receptor de ondas sonoras. Além disso, o efeito piezoelétrico é reversível. Se um campo elétrico alternado for aplicado a uma placa de cerâmica piezoelétrica, a placa de cerâmica se tornará cada vez mais fina e mais espessa de tempos em tempos, e irá vibrar e emitir ondas sonoras. Portanto, o problema do transmissor ultrassônico está resolvido.
Existem dois materiais para transdutores cerâmicos piezoelétricos: metais magnetostritivos e cerâmicas piezoelétricas. O objetivo deste artigo é projetar transdutores para usinagem ultrassônica mecânica de alta potência, portanto, apenas transdutores cerâmicos piezoelétricos são discutidos. Como uma espécie de rede de transmissão de energia, o transdutor piezoelétrico de cerâmica tem o problema de eficiência de conversão de energia. A eficiência de conversão está relacionada à seleção do material do transdutor, à forma de vibração, à estrutura do sistema de vibração mecânica (incluindo o mecanismo de suporte) e à frequência de operação. Portanto, no projeto de transdutores ultrassônicos, vários fatores devem ser considerados, tais como impedância acústica, resposta de frequência, combinação de impedância, estrutura acústica, modo de vibração e materiais de conversão e como projetar e coordenar esses fatores para alcançar a conversão eletroacústica. Melhor valor.
O transdutor cerâmico piezoelétrico é um material cerâmico eletrônico com características piezoelétricas. A principal diferença de um cristal de quartzo piezoelétrico típico que não contém componentes ferroelétricos é que o principal componente da fase do cristal são todos os grãos de cristal ferroelétrico. Como as cerâmicas são agregados policristalinos com grãos orientados aleatoriamente, o vetor de polarização espontânea de cada grão ferroelétrico também fica desorientado. Para que a cerâmica exiba propriedades piezoelétricas macroscópicas, a cerâmica piezoelétrica deve ser polarizada em um campo elétrico DC forte após o disparo, e a face final é submetida a múltiplos eletrodos, de modo que o vetor de polarização da orientação original desordenada seja preferencialmente orientado em a direção do campo elétrico. Depois que o campo elétrico é eliminado, a cerâmica piezoelétrica após o tratamento de polarização manterá uma certa força de polarização residual macroscópica, de forma que a cerâmica tenha uma certa pressão.
