Piezoelektrická vlákna

Piezoelektrická keramická vlákna (PZT) jsou textilní útvary z oxidu olova, zirkonia a titanu (PbZrO3.PbTiO).

Výroba vláken

Známá je technologie Viscose Spinning Process, podle které se vodní suspenze práškových oxidů ze základních látek (Pb, Zr, Ti) smíchá s viskózou a směs se protlačí do solného roztoku. Chemickou reakcí se zde regeneruje celulóza a solí dehydratuje vlákno, které se pak spéká (sintruje). Průměr vlákna je proměnný, pohybuje se mezi 13 a 250 mikrony. Vlákna se nechají také zpracovat do tvaru filamentu.[1] Údaje o vyráběném množství se v současné době (2010) nezveřejňují.

Vlastnosti vláken a jejich použití
Model aktuátoru s PZT vlákny

Piezoelektrický materiál vytváří při mechanickém namáhání elektrický náboj a v elektrickém poli mění rozměry. Těchto vlastností se využívá při výrobě tzv. “chytrých” kompozitů (smart composites). Jejich složení:

Pás z piezoelektrických vláken s čtyřhranným průřezem je uložen v epoxidové pryskyřici, vnější vrstvy kompozitu tvoří polyimidový film s elektrodami.

Tyto kompozity jsou známé

  • ze sportovního nářadí: Např. v rámu tenisové rakety se tvoří při namáhání elektrický náboj, ten se převádí do mikroprocesoru v rukojeti rakety a odtud do keramických vláken, která se pak s určitým zpožděním zdeformují. Tímto způsobem se tlumí vibrace rakety a umožňuje zvýšení úderu do tenisového míče. Na podobném principu účinkují PZT vlákna v lyžích a snowboardech.
  • jako aktuátory: Používají se na křídlech vojenských letadel, kde mění podle potřeby tvary nosných ploch a u helikoptér pro ovlivnění hlučnosti rotoru [2]
  • jako senzory k měření zatížení mohou např. ve vláknových kompozitech kontrolovat jejich stav a možná poškození

Reference
  1. Stroj na spřádání piezokeramických vláken /německy): http://www.titk.de/leistung/fasern/alceru_verfahren.htm Archivováno 21. 11. 2009 na Wayback Machine
  2. Aplikace patentu na « chytré » kompozity (anglicky): http://www.faqs.org/patents/app/20090020212

http://www.volny.cz/zkorinek/vlakna.pdf

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.