압전 세라믹스의 산업적 응용
압전 세라믹은 새로운 첨단 무기 비금속 기능성 소재입니다. 재료 및 공정의 지속적인 심층 연구와 개선으로 압전 세라믹스 기술의 적용이 점점 더 광범위해지고 있습니다. 압전 재료는 기계, 전기, 소리, 빛 및 열에 민감한 재료로서 센서, 액추에이터, 변환기, 비파괴 검사 및 통신 기술 분야에서 널리 사용되었습니다. 첨단 기술의 발달로 압전 세라믹스의 적용 범위는 점점 더 넓어질 것입니다.
기본 재료는 제품 성능을 결정하는 핵심 요소입니다. 현재 고온 저항, 고압 저항, 고감도 및 저손실 압전 세라믹 재료는 세계 산업에서 인정받는 연구 개발 방향입니다. 무연 압전 세라믹 소재에 대한 많은 연구가 이루어지고 있지만 아직 실용화 수준에 이르지 못하고 있다. 수준이며 단기적으로 기존의 납 함유 압전 세라믹을 대체할 수 없습니다.
모바일 인터넷 시대의 도래와 소형, 초박형 단말기 수요의 등장, 고신뢰성, 저전력 소모 등은 압전세라믹 제품의 응용 및 개발에 좋은 기회를 제공하였다. 특히 라미네이트 제품은 압전 수신기, 스피커 스피커, 휴대폰 백쉘 사운드 시스템, 화면 진동 사운드 시스템, MEMS 마이크, 압전 고주파 보상 변환기 등으로 만들 수 있습니다. 전통적인 제품은 이동 통신 단말기에 가장 적합한 선택입니다. 더 얇은 제품은 미래의 트렌드입니다.
압전 세라믹 장치는 산업 및 민간 제품에 널리 사용될 뿐만 아니라 군사 분야에서도 많은 응용 분야를 가지고 있습니다. 예를 들어, 압전 세라믹은 수중 음향 변환기로 만들어져 핵 잠수함의 한 쌍의 밝은 "눈"으로 사용될 수 있으며 수중 항해, 통신, 적 선박 정찰 및 적 기뢰 청소를 원활하게 수행할 수 있습니다. 압전 신관은 갑옷 관통 폭탄 및 기타 치명적인 무기를 정확하게 점화하고 폭발시킬 수 있습니다. 압전 마이크로 변위 액추에이터는 정밀 포지셔닝 시스템에서 없어서는 안될 핵심 구성 요소입니다. 압전 세라믹으로 만든 압전 자이로 스코프는 항공 우주에서 없어서는 안될 필수 요소입니다. 실종된 "조타수" 등등.
압전 세라믹은 광범위한 응용 분야에서 사용됩니다. 주요 응용 프로그램 중 일부는 다음과 같습니다.
(1) 전기음향 변환기
Electroacoustic 변환기는 주로 각종 경보기, 골전도 마이크, 수신기, 압전 스피커 등에 사용됩니다.
이 경보기는 모든 종류의 가전 경보기, 연기 경보기, 자동차 도난 경보기, 화재 방지, 개인 안전 경보기 등에 사용할 수 있습니다. 골전도 마이크는 귀 뼈의 진동 음성 신호를 전기 신호로 변환하여 음성 신호를 전기 신호로 변환합니다. 수신 측으로 전송되는 차세대 소음 방지 송신기, 이러한 Bluetooth 헤드셋은 현재 일본에서 사용할 수 있습니다. 압전 수신기 및 스피커는 초박형 및 저전력 소비 특성을 가지고 있습니다.
일반 알람에 사용되는 전기음향 변환기는 아직 제품을 대체하지 않았으며 여전히 시장이 크며 특수 환경의 고음압 알람은 알람이 더 크게 증가할 것입니다. 전력 소비의 발전과 함께 압전 수신기와 스피커는 휴대용 단말기를 위한 최선의 선택이 될 것이며 좋은 시장 전망을 갖게 될 것입니다.
(2) 초음파 변환기
초음파 변환기는 초음파 모터, 초음파 분무, 수중 음파 탐지기, 초음파 세척, 초음파 용접, 초음파 아름다움, 초음파 처리, 초음파 번식, 원격 측정 및 원격 제어, 트래픽 모니터링, 범위 지정, 누출 감지, 흐름 및 열 감지, 로봇 이미징 정보 수집에 적합합니다. , 등.
현재 초음파 트랜스듀서에 대한 대체 제품이 없으며 응용 시장이 꾸준히 발전하고 있습니다. 특히 북부난방은 계량과 충전을 시행할 예정이어서 열감지센서는 큰 시장을 갖게 된다.
(3) 수중 음향 변환기
해전에서 가장 상대하기 어려운 것이 잠수함인데, 잠수함은 바다에 오랫동안 잠수해 부지불식간에 항구와 선박을 공격해 적에게 큰 골칫거리를 안겨줄 수 있다. 적 잠수함을 찾는 방법? 전자파는 해수에서 급격히 감쇠되어 신호를 효과적으로 전달할 수 없기 때문에 눈에 의존할 수 없으며 레이더를 사용할 수 없습니다. 잠수함 탐지는 소나(수중 귀)에 의존합니다. 압전 세라믹은 소나를 만드는 재료입니다. 잠수함을 만나면 반사되는 초음파를 방출합니다. 수신 및 처리 후 적 잠수함의 방위각과 거리를 측정할 수 있습니다. 이것은 국방 기술의 필수 응용이며, 그 발전은 송신 전력을 높이고 수신 감도를 향상시켜 탐지 거리를 완전히 향상시킬 수 있습니다.
(4) 압전 진동 감쇠 시스템
압전 진동 감소 시스템은 수동 진동 감소와 능동 진동 감소로 나눌 수 있습니다. 수동적 진동 감소는 압전 세라믹스의 표면에 저항막 층을 준비하는 것입니다. 압전 세라믹스는 진동이나 소음을 전기 에너지로 변환하고 전류는 저항막을 통해 열 에너지로 변환되며 열 에너지는 열 전도체를 통해 외부로 내보내집니다. 진동 감소 및 소음 감소 역할을 합니다. 능동진동감소는 진동감소 대상물에 압전세라믹을 합성하여 그 진동파형을 전압신호로 변환하고 진동소자와 결합된 트랜스듀서에 위상조정 및 증폭을 통해 역진동을 수행하여 진동을 억제하여 진동 감소의 목적. 현재 이러한 유형의 응용 프로그램은 많지 않으며 일부 군용 장치 등에 필요한 컴퓨터 소음 감소 및 진동 감소 시스템과 같은 대부분은 아직 실험 단계에 있으며 좋은 시장 전망을 가질 것입니다.
(5) 압전 액추에이터
압전 세라믹 작동 요소는 모 놀리 식 측면 확장 유형, 굽힘 유형, 두께 적층 유형, 측면 적층 유형, 튜브 유형, 심벌즈 유형 등으로 구분됩니다. 항공 우주, 커먼 레일 인젝터, 고속 지능형 밸브, 나노 미터 포지셔닝에 널리 사용됩니다. , 미세 가공, 레이저 자이로 미세 변위 보상 시스템, 변형 거울의 변형 제어, 하드 디스크 드라이브(마그네틱 헤드 위치 조정), 광학 기기(광축 조정, 초점 조정), 압전 펌프, 편물 자카드 시스템, 블라인드 판독기 등 압전 액추에이터는 기술적으로 어렵고 현재 세계적으로 소수의 회사에서만 가능합니다. 중국은 시작이 더디다. 현재 컴퓨터 자카드 편직기는 압전 액추에이터를 대량으로 적용하고 있다. , Pante Electric Ceramics는 전 범위의 압전 액추에이터를 제조할 수 있는 제조업체 중 하나가 되었으며 국내 응용 프로그램이 점차 구체화되고 있으며 향후 더 큰 시장을 형성할 것으로 예상됩니다.
(6) 압전 에너지 수확
압전담요(일본은 압전담요를 이용하여 지하철 간판에 동력을 공급함), 압전신발(신발바닥에 압전 에너지 수집장치를 배치하여 걸을 때 전기를 발생시켜 배터리 충전 및 신발 본체 발열 등에 사용할 수 있음), 머슬 발전(인체에 이식된 전자기기용 전원 공급 장치), 하이브리드 및 완전 전기 자동차 진동 에너지 하베스팅(진동 감소 효과를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 수집된 전기 에너지를 배터리에 공급하여 에너지 절약 기간 연장 가능) , 해양파 발전 등 압전 세라믹 에너지 수확기는 생체 전자 장치의 영구 전원으로 사용됩니다. 이 프로젝트가 보고되었고 국내 연구 기관에서 연구를 시작했으며 이식된 전기 장치를 사용하는 환자를 배터리 교체의 고통에서 구할 수 있습니다. 자동차 진동 에너지의 회복은 또한 모든 전기 및 하이브리드 자동차의 필수 부품이 될 것입니다. 우리 나라는 해안선이 길고 파력 발전 또한 가장 깨끗하고 저렴한 새로운 에너지원이 될 것입니다.
(7) 압전 주파수 장치
압전 세라믹스의 공진 특성으로 만들어진 공진기, 필터, 트랩 등은 주파수 신호의 생성 및 처리에 사용됩니다. 일반적으로 사용되는 필터와 같은 주파수 처리 장치가 급격히 감소하고 있어 시장이 급속히 위축되는 단계에 있습니다.
(8) 압전 변압기
압전 변압기는 주로 소전류, 고전압 전원 공급 장치에 사용됩니다. 원래 연구개발의 주요 응용 대상은 노트북 컴퓨터와 같은 액정 디스플레이의 백라이트 전원 공급 장치였지만 지금은 대부분 LED 백라이트를 사용하고 더 이상 고전압 및 저전류 전원 공급 장치가 필요하지 않으므로 이제 일부 작은 전기 봉과 음이온 발생기가 사용됩니다. 대규모 애플리케이션 시장.
(9) 압전폭발 점화소자
대전차포가 발사한 장갑 관통 발사체는 탱크에 닿는 즉시 폭발하여 탱크를 산산조각 냈습니다. 탄두에 충돌할 때 강한 기계적 힘을 순간적인 고전압으로 변환하고 스파크를 폭발시켜 폭발물을 기폭시킬 수 있는 압전 세라믹이 탄두에 장착돼 있기 때문이다. 이제 가스 스토브와 라이터도 압전 세라믹으로 만들어집니다. 손가락으로 점화 버튼을 누르기만 하면 라이터의 압전 세라믹이 고전압을 발생시켜 전기 스파크를 형성하고 가스를 발화시켜 오랫동안 사용할 수 있습니다. 따라서 압전 라이터는 사용하기 쉽고 안전하며 신뢰할 수 있을 뿐만 아니라 수명도 깁니다. 예를 들어 티탄산 납 압전 세라믹으로 만든 라이터는 100만 번 이상 사용할 수 있습니다. 현재 폭발 점화 구성 요소에 대한 더 나은 대체 제품이 없으며 응용 프로그램 시장이 꾸준히 성장하고 있습니다.
