06年是居里兄弟皮爾(P·Curie)與杰克斯(J·Curie)發(fā)現(xiàn)壓電效應(yīng)(piezoelectriceffect,注一)的一百二十六周年,。1880年前在杰克斯的實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)了壓電性,。起先,皮爾致力于焦電現(xiàn)象(pyroelectriceffect,,注二)與晶體對(duì)稱(chēng)性關(guān)系的研究,,后來(lái)兄弟倆卻發(fā)現(xiàn),在某一類(lèi)晶體中施以壓力會(huì)有電性產(chǎn)生,。他們又系統(tǒng)的研究了施壓方向與電場(chǎng)強(qiáng)度間的關(guān)系,,及預(yù)測(cè)某類(lèi)晶體具有壓電效應(yīng)。經(jīng)他們實(shí)驗(yàn)而發(fā)現(xiàn),,具有壓電性的材料有:閃鋅礦(zincblende),、鈉氯酸鹽(sodiumchlorate)、電氣石(tourmaline),、石英(quartz),、酒石酸(tartaricacid)、蔗糖(canesuger),、方硼石(boracite),、異極礦(calamine)、黃晶(topaz)及若歇爾鹽(Rochellesalt),。這些晶體都具有各向異性(anisotropic)結(jié)構(gòu),,各向同性(isotropic)材料是不會(huì)產(chǎn)生壓電性的。壓電顯微操作儀PMM 6可用于豬卵母細(xì)胞和胚胎的ICSI等實(shí)驗(yàn),。北京Piezo壓電4G
壓電打火機(jī)的電壓陶瓷元件產(chǎn)生的瞬間電壓用什么儀器可以測(cè)量呢,?起初,我們?cè)噲D用普通指針式多用電表直流高壓擋測(cè)量,,發(fā)現(xiàn)每次按動(dòng)點(diǎn)火元件的黑色塑料壓桿時(shí),,由于兩個(gè)電極接出的電壓只能使指針略微抖動(dòng)一下,。分析原因是,因?yàn)殡妷好}沖持續(xù)時(shí)間甚短,,指針慣性較大,,指針無(wú)法同步體現(xiàn)電壓的變化做大幅偏轉(zhuǎn)。換用數(shù)字顯示型多用電表,,本以為其無(wú)指針慣性影響,,應(yīng)該能讀出瞬間高電壓來(lái),誰(shuí)知事與愿違,,我們根本看不到預(yù)想的高電壓讀數(shù),,只能看到一些變換不定的低電壓數(shù)據(jù)。分析起來(lái),,這是由于液晶顯示響應(yīng)速度較慢,點(diǎn)火電壓脈沖持續(xù)時(shí)間甚短,,來(lái)不及顯示比較高瞬間電壓,,只能顯示電壓降落(較平緩階段)過(guò)程中的某些隨機(jī)電壓讀數(shù)。***,,我們搬出實(shí)驗(yàn)室的“重磅武器”──示波器,,再做一試。我們用的是實(shí)驗(yàn)室**普通的J2459型學(xué)生示波器,,連接線為兩條普通的帶終魚(yú)夾的導(dǎo)線,。從理論上講,示波器是利用電子束偏轉(zhuǎn)后打在熒光屏上顯示光點(diǎn)移動(dòng)的,,電子束慣性極小,,應(yīng)該能“跟蹤”上點(diǎn)火高壓脈沖的變化,實(shí)驗(yàn)結(jié)果不出所料,。美國(guó)prime tech壓電PMM 6PMM與傳統(tǒng)尖頭針相比可促進(jìn)ES細(xì)胞注射入胚泡,用于胚胎干細(xì)胞顯微注射(ES cell Microinjection),。
壓電材料的應(yīng)用領(lǐng)域可以粗略分為兩大類(lèi):即振動(dòng)能和超聲振動(dòng)能-電能換能器應(yīng)用,包括電聲換能器,,水聲換能器和超聲換能器等,,以及其它傳感器和驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用。換能器換能器是將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)或在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)的器件壓電聚合物電聲器件利用了聚合物的橫向壓電效應(yīng),,而換能器設(shè)計(jì)則利用了聚合物壓電雙晶片或壓電單晶片在外電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下的彎曲振動(dòng),,利用上述原理可生產(chǎn)電聲器件如麥克風(fēng)、立體聲耳機(jī)和高頻揚(yáng)聲器,。目前對(duì)壓電聚合物電聲器件的研究主要集中在利用壓電聚合物的特點(diǎn),,研制運(yùn)用其它現(xiàn)行技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)的、而且具有特殊電聲功能的器件,,如抗噪聲電話,、寬帶超聲信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)等,。為滿足特定要求而開(kāi)發(fā)的各種原型水聲器件,采用了不同類(lèi)型和形狀的壓電聚合物材料,,如薄片,、薄板、疊片,、圓筒和同軸線等,,以充分發(fā)揮壓電聚合物高彈性、低密度,、易于制備為大和小不同截面的元件,、而且聲阻抗與水?dāng)?shù)量級(jí)相同等特點(diǎn),***一個(gè)特點(diǎn)使得由壓電聚合物制備的水聽(tīng)器可以放置在被測(cè)聲場(chǎng)中,,感知聲場(chǎng)內(nèi)的聲壓,,且不致由于其自身存在使被測(cè)聲場(chǎng)受到擾動(dòng)。而聚合物的高彈性則可減小水聽(tīng)器件內(nèi)的瞬態(tài)振蕩,,從而進(jìn)一步增強(qiáng)壓電聚合物水聽(tīng)器的性能,。
依據(jù)電介質(zhì)壓電效應(yīng)研制的一類(lèi)傳感器稱(chēng)為為壓電傳感器。這里再介紹一下電致伸縮效應(yīng),。電致伸縮效應(yīng),,即電介質(zhì)在電場(chǎng)的作用下,由于感應(yīng)極化作用而產(chǎn)生應(yīng)變,,應(yīng)變大小與電場(chǎng)平方成正比,,與電場(chǎng)方向無(wú)關(guān)。壓電效應(yīng)*存在于無(wú)對(duì)稱(chēng)中心的晶體中,。而電致伸縮效應(yīng)對(duì)所有的電介質(zhì)均存在,,不論是非晶體物質(zhì),還是晶體物質(zhì),,不論是中心對(duì)稱(chēng)性的晶體,,還是極性晶體。壓電效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)1880年皮埃爾·居里和雅克·居里兄弟發(fā)現(xiàn)電氣石具有壓電效應(yīng),。1881年,,他們通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了逆壓電效應(yīng),并得出了正逆壓電常數(shù),。1984年,,德國(guó)物理學(xué)家沃德馬·沃伊特(德語(yǔ):WoldemarVoigt),推論出只有無(wú)對(duì)稱(chēng)中心的20中點(diǎn)群的晶體才可能具有壓電效應(yīng),。壓電破膜儀 PMM PIEZO-ICSI操作簡(jiǎn)便,,醫(yī)生只需掌握基本的操作技巧,即可熟練操作,。
壓電式破膜儀的原理壓電式破膜儀的原理基于壓電效應(yīng),。當(dāng)壓電陶瓷通電后,,它會(huì)產(chǎn)生高頻振動(dòng)。這種振動(dòng)被傳遞到顯微操作針上,,使針產(chǎn)生振動(dòng),。這種振動(dòng)用于在顯微操作過(guò)程中打孔或穿孔細(xì)胞膜,特別是在哺乳動(dòng)物胚胎透明帶細(xì)胞膜的穿孔任務(wù)中,。壓電式破膜儀可以配合顯微操作臂和顯微注射儀使用,,以提高克隆動(dòng)物中核移植、小鼠ICSI等工作的成功率,。由于壓電脈沖能直接無(wú)損失地傳輸?shù)讲僮麽樕?,使得?xì)胞膜的穿孔更加精確和可靠。這種顯微操作方式提高了多種實(shí)驗(yàn)的成功率,,包括胚胎干細(xì)胞或誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的寒胚移植,、小鼠ICSI等。此外,,壓電式破膜儀操作直觀,、簡(jiǎn)單快捷,具有可重復(fù)性的參數(shù)設(shè)置,,實(shí)驗(yàn)參數(shù)可記憶,也可以選用人體工程學(xué)腳踏或儀器上的旋鈕進(jìn)行操作,。壓電式顯微操作儀PMM可用于ES細(xì)胞注射等實(shí)驗(yàn),。Piezo壓電壓電元件
PMM儀器在臨床實(shí)踐中已經(jīng)取得了明顯的成果,受到了醫(yī)生和患者的一致好評(píng),。北京Piezo壓電4G
時(shí)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(xiě)本文,簡(jiǎn)介壓電性之歷史及其應(yīng)用,。早期壓電效應(yīng)*止于學(xué)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(gè)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(hào)**典型的應(yīng)用,。在幾個(gè)MHz范圍,其波長(zhǎng)在毫米范圍,,適合用來(lái)作非破壞性的檢驗(yàn)材料(nondestructivetesting,簡(jiǎn)稱(chēng)NDT)與醫(yī)學(xué)診斷上,,所謂超聲波成像術(shù),、全像攝影術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助聲波斷層攝影術(shù)等就是針對(duì)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(lái)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(hào)處理組件,,在通訊上與訊號(hào)處理上具有重要的應(yīng)用,。當(dāng)頻率高至低微波波段,其對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)在微米范圍,,用來(lái)制作聲學(xué)顯微鏡,,其解像力可和傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡比美,而其機(jī)械波而非電磁波的獨(dú)特性質(zhì),,則可彌補(bǔ)光學(xué)顯微鏡在應(yīng)用上的不足,。北京Piezo壓電4G