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邹小姐：13326633089 -
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新型冠状病毒肺炎病人发(fa)展到重症或者危(wei)重症的标(biao)志(zhi)就是出现(xian)呼吸(xi)(xi)衰竭，呼吸(xi)(xi)快，出现(xian)低(di)(di)氧表(biao)现(xian)。因此(ci)，早期发(fa)现(xian)低(di)(di)氧血症，及(ji)时(shi)(shi)使(shi)用呼吸(xi)(xi)机(ji)干预(yu)，可(ke)(ke)(ke)(ke)以避免重症病人变(bian)成危(wei)重症，为(wei)(wei)抢(qiang)救病人生(sheng)命赢(ying)得时(shi)(shi)间。而(er)对于呼吸(xi)(xi)机(ji)的制造，压电(dian)陶瓷功(gong)不可(ke)(ke)(ke)(ke)没。因为(wei)(wei)压电(dian)陶瓷材料制作成的压电(dian)阀是现(xian)代呼吸(xi)(xi)机(ji)的关键零(ling)部件，通过压电(dian)阀也可(ke)(ke)(ke)(ke)对剂量(liang)进(jin)行细微(wei)调节，由(you)此(ci)可(ke)(ke)(ke)(ke)精确控制氧气混合量(liang)。由(you)于压电(dian)阀切换过程几乎(hu)无声,显著降低的运行噪音，不会对那些需要日夜通过仪器进行辅助呼吸的病人造成打扰。因此，更受医疗界欢迎。
呼(hu)吸(xi)机与压电阀
压电陶(tao)瓷(ci)是一种能够将机械能和(he)电能互相转换的(de)信息功能陶(tao)瓷(ci)材料-压电效应，这样看起来，压电陶瓷工作原理就像一个可以将动能和势能互相转化弹簧。压电陶瓷材料在通电时会发生变形，例如：两块相互连接的陶瓷板材会向一个特定方向弯曲，将这一现象应用在压电阀中。这些阀门借助这一连接板，即所谓的弯曲执行器进行打开和闭合。
压(ya)电阀的工作原理
如(ru)上图所示：如(ru)果在(zai)(zai)弯(wan)曲执行(xing)器上通电，陶瓷层紧(jin)缩，由(you)此(ci)所以叶片向上弯(wan)曲，阀(fa)门(men)打(da)开（右图）。如(ru)果切断电压(ya)，弯(wan)曲转换器恢复原始形状，阀(fa)门(men)关闭（左图）。电压(ya)越高，阀(fa)门(men)打(da)开越大，由(you)此(ci)可对气流(liu)量进行(xing)调节。这些切换过程(cheng)可以在(zai)(zai)压(ya)电阀(fa)中非常迅速地(di)连(lian)续进行(xing)。
值得提(ti)醒的是(shi)(shi)，大家不要被(bei)上面的示意图给误(wu)导了。实(shi)际上，压(ya)电(dian)陶瓷(ci)在电(dian)场作用下产(chan)生(sheng)的形变量(liang)很小，最(zui)多不超过本(ben)身尺(chi)寸的千(qian)万分之一(yi)，正(zheng)是(shi)(shi)基于(yu)这微小的变化(hua)才实(shi)现(xian)了精确控制机构，这个特(te)性解决了精密仪器和机械的控制、微电(dian)子技术、生(sheng)物工程等领域的难题(ti)。如(ru)果压(ya)电(dian)陶瓷(ci)的真如(ru)弹(dan)簧一(yi)样大的形变量(liang)，那就(jiu)又回到了电(dian)磁阀的水平了。
压(ya)电陶瓷其实(shi)同(tong)时具有正压(ya)电性(xing)(xing)和逆(ni)压(ya)电性(xing)(xing)。正压(ya)电性(xing)(xing)是指某些电介(jie)质在机械(xie)外力作(zuo)用(yong)下(xia),介质内部正负电荷中心发生相对位移而引起极化, 从而导致电介质两端表面内出现符号相反的束缚电荷。反之,当给具有压电性的电介质加上外电场时,电介质内部正负电荷中心发生相对位移而被极化, 由此位移导致电介质发生形变,这种效应称之为逆压电性。很显然，压电阀是利用了压电陶瓷的逆压电性。
那我们接下来(lai)再举一(yi)个(ge)利用(yong)压(ya)(ya)(ya)电(dian)(dian)(dian)陶(tao)瓷(ci)正压(ya)(ya)(ya)电(dian)(dian)(dian)效应的(de)例(li)子。目(mu)前有一(yi)种煤气灶(zao)用(yong)的(de)新(xin)款打火(huo)机(ji)就(jiu)是利用(yong)了正压(ya)(ya)(ya)电(dian)(dian)(dian)效应，只要用(yong)手指压(ya)(ya)(ya)一(yi)下打火(huo)按钮，打火(huo)机(ji)上的(de)压(ya)(ya)(ya)电(dian)(dian)(dian)陶(tao)瓷(ci)就(jiu)能(neng)产生(sheng)高电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)(ya)，形成电(dian)(dian)(dian)火(huo)花而点燃煤气，可(ke)以长(zhang)久使用(yong)。压(ya)(ya)(ya)电(dian)(dian)(dian)打火(huo)机(ji)不仅使用(yong)方便(bian)，安全可(ke)靠(kao)，而且寿命长(zhang)，例(li)如一(yi)种锆钛酸铅压(ya)(ya)(ya)电(dian)(dian)(dian)陶(tao)瓷(ci)制(zhi)成的(de)打火(huo)机(ji)可(ke)使用(yong)100万次以上。
此外，压电(dian)陶瓷在声音转换(huan)器(qi)，压电(dian)引爆(bao)器(qi)，防(fang)核护目(mu)镜，超声波换(huan)能器(qi)，声纳等领域(yu)有(you)很(hen)多成熟(shu)的应(ying)用(yong)。更加(jia)值(zhi)得关注的是随着(zhe)5G时代的到来，压电陶瓷在滤波器领域中正在大展拳脚。可以预见，随着压电陶瓷的集成化、小型化的发展，其应用将更加广泛。
注(zhu)：部分资料来源(yuan)于(yu)Festo官网
粉体圈 作者：沐(mu)恩
