什么是壓電陶瓷呢,?其實它是一能夠?qū)C械能和電能互相轉(zhuǎn)換的功能陶瓷材料,。所謂壓電效應(yīng)是指某些介質(zhì)在受到機械壓力時,,哪怕這種壓力微小得像聲波振動那樣小,,都會產(chǎn)生壓縮或伸長等形狀變化,,引起介質(zhì)表面帶電,,這是正壓電效應(yīng),。反之,,施加激勵電場,,介質(zhì)將產(chǎn)生機械變形,稱逆壓電效應(yīng),。1880年法國人居里兄弟發(fā)現(xiàn)了“壓電效應(yīng)”,。1942年,***個壓電陶瓷材料——鈦酸鋇先后在美國,、前蘇聯(lián)和日本制成,。1947年,鈦酸鋇拾音器——***個壓電陶瓷器件誕生了,。50年代初,,又一種性能**優(yōu)于鈦酸鋇的壓電陶瓷材料--鋯鈦酸鉛研制成功。從此,,壓電陶瓷的發(fā)展進入了新的階段,。60年代到70年代,壓電陶瓷不斷改進,,逐趨完美,。如用多種元素改進的鋯鈦酸鉛二元系壓電陶瓷,,以鋯鈦酸鉛為基礎(chǔ)的三元系、四元系壓電陶瓷也都應(yīng)運而生,。這些材料性能優(yōu)異,,制造簡單,成本低廉,,應(yīng)用***,。利用壓電陶瓷將外力轉(zhuǎn)換成電能的特性,可以制造出壓電點火器,、移動X光電源,、炮彈***裝置。用兩個直徑3毫米,、高5毫米的壓電陶瓷柱取代普通的火石,,可以制成一種可連續(xù)打火幾萬次的氣體電子打火機。PMM具備快速響應(yīng)的特點,,能夠在短時間內(nèi)完成實驗操作,,減少了操作時間和不確定性。美國prime tech壓電力度溫和
如今壓電陶瓷已經(jīng)被科學家應(yīng)用到**建設(shè),、科學研究,、工業(yè)生產(chǎn)以及和人民生活密切相關(guān)的許多領(lǐng)域中,成為信息時代的多面手,。在航天領(lǐng)域,,壓電陶瓷制作的壓電陀螺,是在太空中飛行的航天器,、人造衛(wèi)星的“舵”,。依靠“舵”,航天器和人造衛(wèi)星,,才能保證其既定的方位和航線,。傳統(tǒng)的機械陀螺,,壽命短,,精度差,,靈敏度也低,不能很好滿足航天器和衛(wèi)星系統(tǒng)的要求,。而小巧玲瓏的壓電陀螺靈敏度高,,可靠性好。在潛入深海的潛艇上,,都裝有人稱水下偵察兵的聲納系統(tǒng),。它是水下導航、通訊,、偵察敵艦,、清掃敵布水雷的不可缺少的設(shè)備,,也是開發(fā)海洋資源的有力工具,它可以探測魚群,、勘查海底地形地貌等,。在這種聲納系統(tǒng)中,有一雙明亮的“眼睛”——壓電陶瓷水聲換能器,。當水聲換能器發(fā)射出的聲信號碰到一個目標后就會產(chǎn)生反射信號,,這個反射信號被另一個接收型水聲換能器所接收,于是,,就發(fā)現(xiàn)了目標,。目前,壓電陶瓷是制作水聲換能器的比較好材料之一,。日本Piezo壓電轉(zhuǎn)基因PRIME TECH 公司生產(chǎn)的PMM 150FU為全世界較早的壓電破膜儀,。
壓電驅(qū)動器壓電驅(qū)動器利用逆壓電效應(yīng),將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能或機械運動,,聚合物驅(qū)動器主要以聚合物雙晶片作為基礎(chǔ),,包括利用橫向效應(yīng)和縱向效應(yīng)兩種方式,基于聚合物雙晶片開展的驅(qū)動器應(yīng)用研究包括顯示器件控制,、微位移產(chǎn)生系統(tǒng)等,。要使這些創(chuàng)造性設(shè)想獲得實際應(yīng)用,還需要進行大量研究,。電子束輻照P(VDF-TrFE)共聚合物使該材料具備了產(chǎn)生大伸縮應(yīng)變的能力,,從而為研制新型聚合物驅(qū)動器創(chuàng)造了有利條件。在潛在**應(yīng)用前景的推動下,,利用輻照改性共聚物制備全高分子材料水聲發(fā)射裝置的研究,在美國軍方的大力支持下正在系統(tǒng)地進行之中,。除此之外,,利用輻照改性共聚物的優(yōu)異特性,研究開發(fā)其在醫(yī)學超聲,、減振降噪等領(lǐng)域應(yīng)用,,還需要進行大量的探索。
時值壓電效應(yīng)發(fā)現(xiàn)的一百周年,,特參考馬遜(W.P.Mason)之作撰寫本文,,簡介壓電性之歷史及其應(yīng)用。早期壓電效應(yīng)*止于學術(shù)上的趣味性研究,,而如今則已成為非常有用的效應(yīng),,用它制出各式各樣的聲電換能器,其操作頻譜可由100Hz起涵蓋至幾個GHz,,依頻率的不同而有不同的用途,。聲納,、反潛、海底通訊,、電話通訊等是低頻(聲頻,、AF波段)訊號**典型的應(yīng)用。在幾個MHz范圍,,其波長在毫米范圍,,適合用來作非破壞性的檢驗材料(nondestructivetesting,簡稱NDT)與醫(yī)學診斷上,所謂超聲波成像術(shù),、全像攝影術(shù),、計算機輔助聲波斷層攝影術(shù)等就是針對這些用途而研究的。頻率在VHF,、UHF波段則使用壓電性所研制出來的表面聲波電子組件,。如延遲線、各式濾波器,、回旋器(convolver),、相關(guān)器(correlator)等訊號處理組件,在通訊上與訊號處理上具有重要的應(yīng)用,。當頻率高至低微波波段,,其對應(yīng)波長在微米范圍,用來制作聲學顯微鏡,,其解像力可和傳統(tǒng)的光學顯微鏡比美,,而其機械波而非電磁波的獨特性質(zhì),則可彌補光學顯微鏡在應(yīng)用上的不足,。PRIME TECH PMM 6可用于DNA注射,。
卵子***是人類胚胎發(fā)育的起始步驟,該過程主要由細胞內(nèi)的鈣釋放調(diào)控,,當成熟的卵母細胞發(fā)育到MII期后,,只有精子的PLCζ進入卵母細胞的胞漿,才能***鈣震蕩,,促使卵母細胞完成完整的減數(shù)分裂,。TFF(Totalfertilizationfailure,完全受精失敗)是指MII期卵母細胞無法完成受精的過程,,有1-3%的ICSI失敗是源于IFF,。TFF與精子及卵子的異常均有關(guān),其中卵子***異常是主要因素,。卵子因素主要是由蛋白合成不足或異常信號傳導導致的胞質(zhì)不成熟,;精子因素主要是PLCζ蛋白的結(jié)構(gòu)、表達和定位異常,。受精失敗與女方年齡,、不育類型和取卵數(shù)目等因素無關(guān),。精子的解凝功能異常和魚精蛋白缺失與TFF密切相關(guān)。精子染色質(zhì)組裝異?;蚓覦NA損傷可導致精子的解凝異常,,無法***卵子及合子形成。研究表明精子染色質(zhì)組裝異常的精子中精子解凝功能受阻的精子比例高于正常精子,。精細胞染色質(zhì)的魚精蛋白的合成與組裝對于精細胞的基因組濃縮也是非常重要的,。若魚精蛋白的量減少,精子在ICSI后提前解凝,,導致受精失敗,。當精子進入卵子后精子染色質(zhì)提前濃縮也導致其提前解凝,精子和卵子遺傳物質(zhì)的同步節(jié)奏被打破,,也造成受精失敗,。不過這種同步性異常主要還是卵子因素造成的。PMM 6 MB-U-2高力度輸出型號,,它可進行克隆和ICSI等方面的許多操作,。香港PMM 壓電壓電元件
利用壓電破膜儀 PMM ,可以精確控制和操作受精卵,,提高受孕成功率,。美國prime tech壓電力度溫和
piezoelectric polymer壓電現(xiàn)象是由于應(yīng)力作用于材料,在材料表面誘導產(chǎn)生電荷的過程,,一般這一過程是可逆的,,即當材料受到電參數(shù)作用,材料也會產(chǎn)生形變能,。木材纖維素,、腱膠原和各種聚氨基酸都是常見的高分子壓電性材料,但是其壓電率太低,,而沒有使用價值,。在有機高分子材料中聚偏氟乙烯等類化合物具有較強的壓電性質(zhì)。壓電率的大小取決于分子中含有的偶極子的排列方向是否一致,。除了含有具有較大偶極矩的C-F鍵的聚偏氟乙烯化合物外,許多含有其他強極性鍵的聚合物也表現(xiàn)出壓電特性,。如亞乙烯基二氰與乙酸乙烯酯,、異丁烯、甲基丙烯酸甲酯,、苯甲酸乙烯酯等的共聚物,,均表現(xiàn)出較強的壓電特性。而且高溫穩(wěn)定性較好,。主要作為換能材料使用,,如音響元件和控制位移元件的制備,。前者比較常見的例子是超聲波診斷儀的探頭、聲納,、耳機,、麥克風、電話,、血壓計等裝置中的換能部件,。將兩枚壓電薄膜貼合在一起,分別施加相反的電壓,,薄膜將發(fā)生彎曲而構(gòu)成位移控制元件,。利用這一原理可以制成光學纖維對準器件、自動開閉的簾幕,、唱機和錄像機的對準件,。美國prime tech壓電力度溫和