壓電材料在智能材料系統中的應用
(1)驅動(dòng)器方面的應用。這個(gè)方向更多的研究集中在主動(dòng)控制上,智能材料系統中成熟的應用領(lǐng)域大概就是對振動(dòng)和噪聲的主動(dòng)控制。它是指采用智能控制方法有選擇地控制輻射振動(dòng)模。因為并不是所有的振動(dòng)模都輻射“具有危險性”的聲波,減少系統的質(zhì)量和功耗也同樣是必須考慮的因素。因而好的辦法是“感覺(jué)”輻射“具有危險性”的輻射波振動(dòng)模,并使用分布在整個(gè)結構中的驅動(dòng)器(壓電材料或電致流變體)對產(chǎn)生的該振動(dòng)模進(jìn)行控制。即利用壓電陶瓷傳感和驅動(dòng)作用相結合,實(shí)現壓電陶瓷的動(dòng)態(tài)柔度系數可調。利用這種剛度的自適應,便可控制結構的振動(dòng)。選擇壓電陶瓷(電致伸縮材料)作為驅動(dòng)器,考慮的主要因素是低功耗、耐久性、疲勞特性、穩定性和溫度/環(huán)境效應等問(wèn)題,同時(shí)還要考慮控制器的小型化。
(2)傳感器方面的應用
壓電材料選擇的應用就是做壓力傳感器。如壓電聚合物PVDF材料可以做得很?。?00~300 μm或更?。?,可貼于物體表面,很適合做傳感器,故自1969年以來(lái)很快得到應用。單軸膜(只有一個(gè)極化方向)可以測量單向應力,雙軸膜則可測定平面應力。由于它對壓力十分敏感,所以常用于觸覺(jué)傳感器,識別布萊葉盲文字母和區分砂紙級別。PVDF膜在機器人上做觸覺(jué)傳感器、可感知溫度、壓力;采用不同模式可以識別邊角、棱等幾何特征。還有報道稱(chēng)這種膜已用于檢測和監控鋁結構和硼/環(huán)氧樹(shù)脂復合材料修復情況及復合材料結構的沖擊損傷。