中科院寧波材料研究所采購(gòu)D31夾具一套

為加快國(guó)家和區(qū)域創(chuàng)新體系建設(shè)，發(fā)揮中國(guó)科學(xué)院作為科技國(guó)家隊(duì)的支撐作用，中國(guó)科學(xué)院、浙江省人民政府、寧波市人民政府三方領(lǐng)導(dǎo)遠(yuǎn)矚，運(yùn)籌帷幄，于2004年4月20日共同簽署了共建中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所（簡(jiǎn)稱寧波材料所）協(xié)議書。由此，實(shí)現(xiàn)了浙江省內(nèi)中國(guó)科學(xué)院系統(tǒng)研究所“零”的突破，拉開了寧波材料所建設(shè)的序幕。

由于超聲技術(shù)的非接觸性等優(yōu)點(diǎn)，嘗試把壓電陶瓷換能器應(yīng)用在液體濃度檢測(cè)系統(tǒng)當(dāng)中。系統(tǒng)中的芯片采用的是Spartan 3E系列FPGA。壓電陶瓷換能器在其中擔(dān)當(dāng)著發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)的重要功能。把換能器產(chǎn)生的一定頻率和幅值的超聲信號(hào)，通過發(fā)射電路打入液體內(nèi)部。

壓電陶瓷換能器有兩種材料：磁致伸縮金屬和壓電陶瓷。本文的目的是設(shè)計(jì)用于大功率機(jī)械超聲加工的換能器，因此只討論壓電陶瓷換能器。壓電陶瓷換能器作為一種能量傳輸網(wǎng)絡(luò)，存在能量轉(zhuǎn)換效率問題。轉(zhuǎn)換效率與換能器材料、振動(dòng)形式、機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)（包括支撐機(jī)構(gòu)）的結(jié)構(gòu)以及工作頻率的選擇有關(guān)。

因此在超聲換能器的設(shè)計(jì)中，應(yīng)該考慮各種因素，如聲阻抗、頻率響應(yīng)、阻抗匹配、聲學(xué)結(jié)構(gòu)、振動(dòng)模式和轉(zhuǎn)換材料，以及如何設(shè)計(jì)和協(xié)調(diào)這些因素，以使電聲轉(zhuǎn)換達(dá)到期待值。壓電陶瓷換能器是一種具有壓電特性的電子陶瓷材料，與不含鐵電成分的典型壓電石英晶體的主要區(qū)別在于，構(gòu)成其主要成分的晶相都是鐵電晶粒。

因?yàn)樘沾墒蔷哂须S機(jī)取向晶粒的多晶聚集體，所以每個(gè)鐵電晶粒的自發(fā)極化矢量也是迷失方向的。 為了使陶瓷表現(xiàn)出宏觀壓電特性，壓電陶瓷必須在燒制后在強(qiáng)直流電場(chǎng)中極化，端面經(jīng)受多個(gè)電極，從而原始無序取向的極化矢量?jī)?yōu)先取向于電場(chǎng)方向，電場(chǎng)消除后，極化處理后的壓電陶瓷將保持一定的宏觀殘余極化強(qiáng)度，從而使陶瓷具有一定的壓力。

1、壓電陶瓷如何成為電聲元件中的一份子？

壓電陶瓷作為一種多晶鐵電體，是可以將機(jī)械性能和電能相互轉(zhuǎn)換的信息功能陶瓷材料，除壓電性能外還具備介電性和彈性等特性。原始的壓電陶瓷并不具備壓電性能，主要是在制備過程中利用了材料在機(jī)械應(yīng)力作用下引起的內(nèi)部正負(fù)電荷中心相對(duì)位移發(fā)生極化，從而導(dǎo)致材料兩端表面出現(xiàn)符號(hào)相反的束縛電荷（即壓電效應(yīng)）而制作。

當(dāng)前現(xiàn)代電子技術(shù)、傳感技術(shù)、電聲技術(shù)的產(chǎn)品應(yīng)用上壓電陶瓷已被普遍應(yīng)用。電聲元件作為一種可以進(jìn)行電與聲能量轉(zhuǎn)換的器件，其覆蓋社會(huì)生活的方方面面，大到軍事報(bào)警系統(tǒng)，小到民生家居生活電器，例如壓電陶瓷換能器。生活中常見的電聲元件有蜂鳴器、揚(yáng)聲器、傳聲器、水聲換能器等，壓電陶瓷品種眾多，目前用在蜂鳴片上壓電材料通常為高壓極化后的壓電陶瓷片。2、壓電式蜂鳴器的構(gòu)成

壓電式蜂鳴器作為一種電聲轉(zhuǎn)換器件，主要是由壓電陶瓷片、金屬片、引線以及共鳴腔等組合而成，由集成電路或晶體管構(gòu)成的振蕩器驅(qū)動(dòng)。接通電源運(yùn)作后，振動(dòng)器起振，輸出的音頻信號(hào)通過阻抗匹配器來推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)聲。

壓電蜂鳴器主要的元件是經(jīng)過極化的壓電陶瓷片，粘接在彈性振動(dòng)板上而成的一種復(fù)合結(jié)構(gòu)。這種有單面貼和雙面貼兩種結(jié)構(gòu)：前者稱為單壓電片型；后者稱為雙壓電片型。使用情況普遍的是單壓電片型，增加交流信號(hào)驅(qū)動(dòng)時(shí)，壓電瓷片伸縮致使整體發(fā)生彎曲振動(dòng)，此種復(fù)合結(jié)構(gòu)被稱作壓電蜂鳴元件，因體型較薄又稱為壓電振膜或壓電振動(dòng)板。

外觀構(gòu)成：通常呈圓形，由壓電陶瓷片、引線和共鳴腔構(gòu)成。其中的壓電陶瓷片由金屬鍍層、陶瓷片、膠水、金屬片構(gòu)成。

3、壓電蜂鳴器的特點(diǎn)及應(yīng)用

壓電式蜂鳴器具有體型小、靈敏度高、耗電省、可靠性好，并且造價(jià)低廉的特點(diǎn)和良好的頻率特性。被廣泛應(yīng)用在各種電器產(chǎn)品的報(bào)警、發(fā)聲部件上，常見的莫過于音樂賀卡、電子手表、袖珍計(jì)算器、電子門鈴和電子玩具等小型用品上作發(fā)聲器件。