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1、壓電材料,班級:奈米三乙 組員:49714119 黃逸郎 49714120 王聖涵 49714051 莊政勳,目錄,壓電效應 壓電材料種類 氧化鋅薄膜應用於發電機 壓電片 壓電變壓器 壓電式蜂鳴器 奈米纖維發電衣 壓電感測器 參考資料,壓電效應,壓電效應(piexoelectrics)是材料中一種機械能與電能互換的現象，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,壓電效應有兩種，正壓電效應及逆壓電效應。,正壓電效應,當對壓電材料施以物理壓力時，材料體內之電偶極矩會因壓縮而變短，此時壓電材料為抵抗這變化會在材料表面產生正負電荷，以保持原狀。,逆壓電效應,當
2、在壓電材料表面施加電場(電壓)，因電場作用時電偶極矩會被拉長，壓電材料為抵抗變化，會沿電場方向伸長,壓電材料,單晶體(signal crystal): 如石英(quartz)、鈮酸鋰(LiNbO3)、鉭酸鋰(LiTaO3)。 薄膜類(thin film)：如氮化鋁(AlN)、氧化鋅(ZnO)。 陶瓷類(ceramic)：如鈦酸鋇(BT)、鋯鈦酸鉛(PZT)。 聚合物(polymer)：如PVDF。,氧化鋅薄膜成長於軟性基板上應用於壓電發電機,此壓電系統著重於銦錫氧化物（ITO）薄膜上成長出 具有壓電特性的氧化鋅，控制各種濺鍍成長較 佳的壓電特性的氧化鋅。下圖一為微發電機元件結 構。,沉積完成的
3、氧化鋅薄膜物性測,未可以用微發電機應用於風發電、生醫晶片電源提供、嵌入式元件電提供和運輸站設備用電等。,壓電片,雙層壓電片是由兩層壓電材料組成的片條。此一片條會產生位移，原因 如下: .熱作用（溫度的改變導致其中一層伸展得比另一層更長）。 .對其中一層的電作用（電場導致被作用的一層伸展得比另一層更長） .單層壓電片則是由一層壓電材料和一層非壓電材料所組成的片 條,壓電變壓器,壓電變壓器結構 輸入端施加一個電場使陶瓷片產生逆壓电效应而在輸出端將高應變產生的機械振動能量轉化成電荷輸出（壓電效應）。壓電變壓器正是利用了這樣的原理。,壓電式蜂鳴器構造與原理介紹,壓電蜂鳴片是將壓電陶瓷片黏貼於振動金屬片
4、上。當加入交流電壓後,會因為壓電效應,而產生機械變形伸展及收縮，利用此特性使金屬片振動而發出聲響。,壓電式蜂鳴器的工作原理,壓電蜂鳴片固定方式,a.週邊支持方式 - 將蜂鳴片外徑邊緣固定於共振腔內 ，而其蜂鳴片須與共振腔頻率搭配,才會有較高的音 壓輸出,並由外部振盪電路產生推動信號,使蜂鳴器發 發出聲音。,壓電蜂鳴片固定方式,b.節點支持方式 - 將蜂鳴片固定於約與陶瓷片直徑同 尺寸的環形結構內。若共振腔設計得宜,並搭配頻率 正確的回授式蜂鳴片與正回授電路,將可產生較大音 壓及正確的頻率。,壓電式麥克風,原理是使用傳導機構將隔膜上之振動傳導至壓電板上， 另外也可以利用壓電高分子材料同時作為隔膜
5、及壓電轉 換材料。它的優點為製作方式簡單，最大缺點為等效雜 訊高，必須搭配前級放大器，以減少等效雜訊及輸出阻 抗。,奈米纖維發電衣,奈米纖維運用壓電效應原理來發電，氧化鋅晶體形成的奈米線相互擠壓磨擦，產生電流，再由纖維末端的導線收集傳輸，推動各種需電裝置。,壓電感測器,是由壓電材料和封裝材料所組成，壓電式壓力感測 器須具備下列條件： 能產生一足夠強的訊號，以免為雜訊干擾。 為偵測爆震頻率特性，其帶寬至少應Kz以上。 連續暴露於之惡劣環境仍可維持功能。 量測缸內最高壓力時，必須不受高溫影響。 可低成本量產以適合汽車使用。,壓電式振動感測器,壓電式感測器(piezo sensor)通常用來偵測彎曲
6、、震動 和撞擊等狀態，也可藉由上下震動而產生小電流，大電 壓（+/-90V）的訊號。另外也需要外加的電路，將交流 訊號轉為直流訊號。,直接接觸式石英壓電感測器,外殼係以密閉熔接方式使 石英元件固定殼內，緊密 焊接於外殼上的膜片則使 外界環境壓力傳達至石英 體，該元件即生出一正比 例關係的電壓值。,參考資料,http:/.tw/tw/manufacturer/piezo%20buzzer/ae-1085e-wa.htm 苙翔科技股份有限公司 http:/ 壓電變壓器原理及應用 http:/.tw/cht/tabid/179/Default.aspx 志豐電子 - 壓電式蜂鳴器構造與原理介紹 http:/www.buzzer- 壓電式蜂鳴器介紹 http:/.tw/DB/Technology/%C0%A3%B9q%AE%C4%C0%B3.htm 正逆壓電效應 http:/ 藝科資訊電子 http:/me.dyu.edu.tw/vehicle/download/%E7%AC%AC%E5%85%AD%E7%AB%A0%20%E5%A3%93%E5%8A%9B%E6%84%9F%E6%B8%AC%E5%99%A8.ppt 壓力感測器 http:/ http:/ 大同大學光電工程研究所碩士論文,THE END,Thank you,