德國Physik Instrumente Piezo技術的基本原理

常歡 QQ：2850590584   手機：13021972807 電話：010-64714988-212 傳真：010-64714988-668 郵件：tk9@handelsen.cn

　　從物理效應到工業用途

　　"皮耶佐"一詞源自希臘語中的壓力詞。1880年，雅克和皮埃爾·居里發現，壓力在石英和碧光晶體等許多晶體中產生電荷：他們稱這種現象為"壓電效應"。后來他們注意到，電場可以變形壓電材料。這種效應稱為"反壓電效應"。

　　工業上的突破來自于-Piezoelect陶瓷，當科學家發現鈦在應用電場時，在有用的尺度上采用壓電特性。

　　壓電效應現在用于許多日常產品，如打火機、揚聲器和信號傳感器。Piezo 執行器技術也得到了汽車技術的認可，因為內燃機中的壓電控制噴射閥縮短了過渡時間，顯著提高了平滑度和廢氣質量。

　　直接和反向壓電效應

　　壓力在壓電材料表面產生電荷。這種直接壓電效應，也稱為發電機或傳感器效應，將機械能轉化為電能。

　　反之亦然，當施加電壓時，反壓電效應會導致此類材料的長度變化。此執行器效應將電能轉換為機械能。

　　壓電效應既發生在單晶材料中，也發生在多晶鐵電陶瓷中。在單個晶體中，晶體晶格單元細胞結構中的不對稱，即形成低于居里溫度T的極軸C，是發生效果的充分前提。

　　此外，壓電陶瓷還具有自發的極化，即單位細胞的正負電荷濃度是相互分離的。同時，單元細胞的軸向自發極化方向延伸，并發生自發應變。

　　具有多晶結構的壓電陶瓷

　　石英、碧曼和羅謝爾鹽等天然單晶材料的壓電效應相對較小。多晶鐵電陶瓷，如鈦合金(巴蒂奧)3)和鉛硅酸鹽鈦酸鹽(PZT)顯示更大的位移或誘導更大的電壓。PZT壓電陶瓷材料有多種不同，最廣泛地用于執行器或傳感器應用。PZT陶瓷的特殊摻雜劑，例如尼、比、拉、Nd、Nb離子，使得能夠具體優化壓電和介電參數。

　　溫度低于居里溫度 TCPZT晶體的晶格結構變形和不對稱。這帶來了偶極子和龍骨和四角晶體相位的形成，這對壓電技術很感興趣。陶瓷表現出自發的極化。在居里溫度以上，壓生菌材料失去其壓電特性。

　　鐵電極化

　　為了最大限度地降低材料的內部能量，鐵電領域在陶瓷晶體中形成。在這些卷中，自發兩極分化的方向是相同的。

　　邊框域的不同方向由域墻隔開。鐵電極化過程也需要使陶瓷在宏觀上壓電。

　　為此，應用了幾千伏/毫米的強電場，在以前無組織的陶瓷化合物中形成不對稱。電場導致自發極化的重新定位。同時，對極性場方向具有有利方向的域在增長，對極性場方向有不利方向的域在收縮。域墻在晶格中移動。

　　兩極分化后，即使沒有電場的應用，大多數重新定向也會保留下來。但是，由于內部機械應力，少數域墻被移回原來的位置。

　　極化皮埃佐陶瓷的擴展

　　陶瓷膨脹，每當應用電場，這是不如原來的極化場強度強。這種效應的一部分是由于晶格中離子的壓電變化，被稱為內在效應。

　　外在效應基于單位細胞的可逆鐵電重新定向。它隨著驅動場強度的增強而增加，并負責鐵電壓電陶瓷的大部分非線性滯后和漂移特性。

　　公司簡介

　　在過去的五十年里，PI已經發展成為納米定位技術的領先制造商。創業行為的關鍵要素和動機始終不變：為客戶找到最佳解決方案。

　　PI 以其產品質量而聞名，多年來一直是全球精密定位技術市場的領先者之一。其中最重要的組成部分之一是國際 PI 家族中的團隊精神，這種團隊精神基于超越國際邊界和職能限制的相互理解和支持。

　　PI 是一家健康發展的私營公司，在全球擁有 1000 多名員工，是一個靈活、垂直整合的組織，使 PI 能夠滿足創新精密定位技術領域的幾乎所有要求。PI 的首要任務是成為客戶可靠且高素質的合作伙伴。

　　PI Group 能夠準確響應客戶的需求：具體要求通常只能通過定制解決方案來滿足，而解決方案只能通過非常規和創造性的思維才能找到。

　　這意味著客戶：

　　訓練有素的專家的個人咨詢

　　可持續備件服務和供應能力

　　已發送的每個定位系統的資格

　　現場培訓和個人支持

　　后銷售服務

　　國際支持

　　工程專業知識

　　所有關鍵技術都是在內部開發的。PI 的技術范圍使員工能夠充分培養他們對技術的熱情。從精密力學和電子學到定位傳感器技術和 Pi 陶瓷和在 PI 陶瓷公司開發的執行器。技術的發展范圍從基礎到應用特定版本：最好的解決方案來自技術潛力，技術潛力來自多年積累的技術和相應的生產能力。

　　2017年落成的新技術中心擴展并集中了開發和建設方面的能力和專業知識。

　　垂直生產范圍和生產能力

　　現代化的生產管理和綜合管理系統使 PI 能夠保證其產品、工藝和服務的高質量。

　　組織和流程的不斷完善是企業文化不可分割的一部分。KAIZEN 研討會和積極的創新管理是實現這一目標的重要因素。

　　標準系列的生產工藝通過分形生產結構靈活，因此甚至可以制造具有全過程控制的大型系列。

　　主動的、基于系統的要求管理使得完全免除存儲設施成為可能。

　　從兩噸六角星到 10 克納米定位器的產品頻譜要求 PI 擁有其可處置的設備和技術，使系統能夠制造、組裝和合格。

　　13.000平方米生產面積

　　真空技術

　　位置傳感器的內部生產

　　氣候和振動隔離測量條件

　　使用可追溯的外部校準測量設備進行計量

　　帶起重和旋轉裝置的重型大廳

　　5.000 平方米清潔生產室

　　從材料組成到最終檢查的壓電執行器技術監測

　　分形制造組織

　　德國Physik Instrumente Piezo技術的基本原理