El principio de la lámina de cerámica piezoeléctrica: cuando se aplica presión o tensión a la lámina de cerámica, se generarán cargas de polaridad opuesta en los dos extremos de la lámina de cerámica y se generará una corriente a través del circuito. Este efecto se llama efecto piezoeléctrico. Si un transductor hecho de esta cerámica piezoeléctrica se coloca en agua, entonces, bajo la acción de ondas sonoras, se inducirán cargas en ambos extremos del transductor, que es un receptor de ondas sonoras. Además, el efecto piezoeléctrico es reversible. Si se aplica un campo eléctrico alterno a una hoja de cerámica piezoeléctrica, la hoja de cerámica se volverá más delgada y más gruesa de vez en cuando, y vibrará y emitirá ondas sonoras. Por tanto, se resuelve el problema del transmisor ultrasónico.
Hay dos materiales para los transductores cerámicos piezoeléctricos: metales magnetostrictivos y cerámicas piezoeléctricas. El propósito de este artículo es diseñar transductores para el mecanizado ultrasónico mecánico de alta potencia, por lo que solo se tratan los transductores cerámicos piezoeléctricos. Como una especie de red de transmisión de energía, el transductor cerámico piezoeléctrico tiene el problema de la eficiencia de conversión de energía. La eficiencia de conversión está relacionada con la selección del material del transductor, la forma de vibración, la estructura del sistema de vibración mecánica (incluido el mecanismo de soporte) y la frecuencia de operación. Por lo tanto, en el diseño de transductores ultrasónicos, se deben considerar varios factores, como impedancia acústica, respuesta de frecuencia, adaptación de impedancia, estructura acústica, modo de vibración y materiales de conversión, y cómo diseñar y coordinar estos factores para lograr la conversión electroacústica. mejor valor.
El transductor cerámico piezoeléctrico es un material cerámico electrónico con características piezoeléctricas. La principal diferencia con un cristal de cuarzo piezoeléctrico típico que no contiene componentes ferroeléctricos es que el componente principal de la fase cristalina son todos los granos de cristal ferroeléctrico. Debido a que las cerámicas son agregados policristalinos con granos orientados aleatoriamente, el vector de polarización espontánea de cada grano ferroeléctrico también está desorientado. Para que la cerámica exhiba propiedades piezoeléctricas macroscópicas, la cerámica piezoeléctrica debe polarizarse en un campo eléctrico de CC fuerte después de la cocción, y la cara del extremo está sujeta a múltiples electrodos, de modo que el vector de polarización de la orientación desordenada original se oriente preferentemente en la dirección del campo eléctrico. Después de que se elimina el campo eléctrico, la cerámica piezoeléctrica después del tratamiento de polarización mantendrá una cierta fuerza de polarización residual macroscópica, de modo que la cerámica tenga una cierta presión.
