壓電效應的原理是,,如果對壓電材料施加壓力,,它便會產生電位差(稱之為正壓電效應),反之施加電壓,,則產生機械應力(稱為逆壓電效應),。如果壓力是一種高頻震動,,則產生的就是高頻電流。而高頻電信號加在壓電陶瓷上時,,則產生高頻聲信號(機械震動),,這就是我們平常所說的超聲波信號。也就是說,,壓電陶瓷具有機械能與電能之間的轉換和逆轉換的功能,,這種相互對應的關系確實非常有意思。壓電材料可以因機械變形產生電場,,也可以因電場作用產生機械變形,,這種固有的機-電耦合效應使得壓電材料在工程中得到了廣泛的應用。例如,,壓電材料已被用來制作智能結構,,此類結構除具有自承載能力外,還具有自診斷性,、自適應性和自修復性等功能,,在未來的飛行器設計中占有重要的地位。PMM具備快速響應的特點,,能夠在短時間內完成實驗操作,,減少了操作時間和不確定性。日本Piezo Micro Manipulator壓電
壓電材料會有壓電效應是因晶格內原子間特殊排列方式,,使得材料有應力場與電場耦合的效應,。根據材料的種類,壓電材料可以分成壓電單晶體,、壓電多晶體(壓電陶瓷),、壓電聚合物和壓電復合材料四種。根據具體的材料形態(tài),,則可以分為壓電體材料和壓電薄膜兩大類,。聚合物早在1940年,蘇聯就曾發(fā)現木材具有壓電性,。之后又相繼在苧麻,、絲竹、動物骨骼,、皮膚,、血管等組織中發(fā)現了壓電性。1960年發(fā)現了人工合成的高分子聚合物的壓電性,。1969年發(fā)現電極化后的聚偏二氟乙烯具有較強的壓電性,。具有較強壓電性的材料包括PVDF及其共聚物、聚氟乙烯,、聚氯乙烯,、聚-γ-甲基-L-谷氨酸酯和尼龍-11等,。復合材料壓電復合材料是有兩種或多種材料復合而成的壓電材料。常見的壓電復合材料為壓電陶瓷和聚合物(例如聚偏氟乙烯活環(huán)氧樹脂)的兩相復合材料,。這種復合材料兼具壓電陶瓷和聚合物的長處,,具有很好的柔韌性和加工性能,并具有較低的密度,、容易和空氣,、水、生物組織實現聲阻抗匹配,。此外,,壓電復合材料還具有壓電常數高的特點。壓電復合材料在醫(yī)療,、傳感,、測量等領域有著廣泛的應用。北京透明帶打孔壓電PMM 6DPMM PIEZO的使用不僅可以提高受孕成功率,,還可以減少患者的心理壓力和焦慮感,,增強他們的信心。
傳統的壓電陶瓷較其它類型的壓電材料壓電效應要強,,從而得到了廣泛應用,。但作為大應邊,高能換能材料,,傳統壓電陶瓷的壓電效應仍不能滿足要求,。于是近幾年來,人們?yōu)榱搜芯砍鼍哂懈鼉?yōu)異壓電性的新壓電材料,,做了大量工作,,現已發(fā)現并研制出了Pb(A1/3B2/3)PbTiO3單晶(A=Zn2+,Mg2+)。這類單晶的d33比較高可達2600pc/N(壓電陶瓷d33比較大為850pc/N),k33可高達0.95(壓電陶瓷K33比較高達0.8),,其應變>1.7%,,幾乎比壓電陶瓷應變高一個數量級。儲能密度高達130J/kg,,而壓電陶瓷儲能密度在10J/kg以內,。鐵電壓電學者們稱這類材料的出現是壓電材料發(fā)展的又一次飛躍。現在美國,、日本,、俄羅斯和中國已開始進行這類材料的生產工藝研究,它的批量生產的成功必將帶來壓電材料應用的飛速發(fā)展,。
如今壓電陶瓷已經被科學家應用到**建設、科學研究,、工業(yè)生產以及和人民生活密切相關的許多領域中,,成為信息時代的多面手,。在航天領域,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。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?!癙IEZO PMM 6”是一種壓電顯微操作系統,,作為壓電注射的先驅,投入了大量的資源進行其研發(fā),。
壓電式破膜儀的原理壓電式破膜儀的原理基于壓電效應,。當壓電陶瓷通電后,它會產生高頻振動。這種振動被傳遞到顯微操作針上,,使針產生振動,。這種振動用于在顯微操作過程中打孔或穿孔細胞膜,特別是在哺乳動物胚胎透明帶細胞膜的穿孔任務中,。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損失地傳輸到操作針上,,使得細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驗的成功率,,包括胚胎干細胞或誘導多能干細胞的寒胚移植,、小鼠ICSI等。此外,,壓電式破膜儀操作直觀,、簡單快捷,具有可重復性的參數設置,,實驗參數可記憶,,也可以選用人體工程學腳踏或儀器上的旋鈕進行操作。壓電顯微操作儀PMM 6可用于牛卵母細胞和胚胎的ICSI等實驗,。上海壓電DNA注射
PMM PIEZO具備良好的可擴展性,,可以根據不同的需求進行調整和升級,滿足不同醫(yī)療機構的需求,。日本Piezo Micro Manipulator壓電
1927年,,伍德(R.W.Wood)與魯密斯(A.L.Loomis)首先使用高功率超聲波。使用藍杰文型的石英換能器配合高功率真空管,,在液體中產生高能量,,使液體引起所謂的空腔(cavitation)現象。同時也研究高功率超聲波對生物試樣的效應,。在水下音響(underwatersound)的研究中發(fā)現,,石英晶體并不是很好的換能器材料,但是它的振蕩頻率卻不隨溫度而變,,亦即所謂的具有低的溫度系數,。這種頻率對溫度的高穩(wěn)定性,用在控制振蕩器的頻率,,及某些濾波器上**有用,。1919年,卡迪(Cady)教授***次利用石英當做頻率控制器,,圖四就是**早期的晶體控制振蕩器電路,。因為晶體具有極高的Q值(注三),振蕩器的頻率受到晶體共振頻率的控制,且頻率不隨溫度變化而變,。后來,,皮爾士和皮爾士-米勒(Pierce-Miller)又發(fā)明一種以后廣被采用的晶體控制振蕩電路,。在第二次世界大戰(zhàn)中,,大約使用了一千萬個晶體振蕩器,用以建立坦克與坦克之間及地面和飛機之間的通訊,。日本Piezo Micro Manipulator壓電