文档介绍:压电材料在新能源应用?飞雾流雪?材料从使用性能上可以分为结构材料和功能材料两大类。?功能材料以其电、磁、光、声、热等物理性能为基础,用以制作有特殊功能的器件。?压电材料是实现机械能与电能相互转换的功能材料, 是一类对机、电、声、光、热敏感的电子材料,广泛应用于工业部门和高科技领域[1] 。也可以理解为受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料。?某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时,其内部会产生极化现象,同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后,它又会恢复到不带电的状态,这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时, 电荷的极性也随之改变。相反,当在电介质的极化方向上施加电场,这些电介质也会发生变形,电场去掉后,电介质的变形随之消失,这种现象称为逆压电效应,或称为电致伸缩现象。?压电发电技术就是利用压电材料的正压电效应将机械振动能量转变为电能。?压电能量转换系统由压电发电装置、存储与控制电路组成。人们通常将压电材料粘接在金属上构成压电振子, 压电振子在外界冲击力作用下产生形变而输出电荷, 其每次变形所产生的电荷经过存储与控制电路的调整,可输出稳定的电压,并可根据要求调整输出电压值的大小。压电材料产生的电信号具有高电压、低电流特性,电荷生成是瞬态和交替等特性。?压电发电鞋?压电发电衣服?汽车轮胎压电发电?路面或地板压电发电:( 1)发电公路(2)发电舞池?海浪压电发电系统?声波压电发电美国麻省理工学院媒体实验室开发了压电发电鞋, 分别在鞋的前底面与鞋跟使用压电材料, 底面使用可挠的聚偏氟乙烯(PVDF) 压电聚合物材料。新加坡国防科技局和新加坡大学的研究者也尝试在鞋里安装压电材料,让鞋子变成充电器。压电鞋的出现使人们边走路边发电的想法变成了现实。?这项技术是将具有压电性质的材质编入衣料内, 当衣服受到压折或扭曲时便会产生电流。来自澳大利亚联邦科学与工业研究组织的研究人员正在开发可以直接穿在身上的发电制服。它利用运动过程中人体与衣服、衣服与衣服之间的压力来产生电能, 然后储存进镶嵌在衣服内的软式蓄电池里, 就可以拿来为行动电话或是 MP3 充电。?压电发电装置随机械振动源振动产生电能, 非特定振动源会因振幅与频率变化范围太大, 输出的电压不容易高效率地转换与收集, 因此压电发电常以特定的振动源为对象。例如汽车行进时车轮的运动频率与人的行走相比较稳定, 配合胎压计成为免电池式的汽车胎压监控系统。法国 Michelin 公司设计的此类产品最先使用于赛车轮胎中,同时已获得多项专利。即使在频率变化较大的情况下, 汽车轮胎等重负荷物体运动时由于具有相对大的机械能,仍能产生足够大的电能输出。?将压电装置铺设于路面内, 车辆通过时路面振动产生电能, 所产生的电能经过电路调整可充当道路灯具和其他设施的工作电源, 或提供给储能装置加以存储和利用。压电材料制成地板,使用在车站等人流密度较大的场所, 行人经过可使地板发生形变,从而获得电能。欧洲某一舞蹈俱乐部的地板就是利用压电技术产生能量给电灯供电。西安交通大学曹秉刚等人发明发电一种利用震动能量压电的发电方法及其道路灯具系统,其工作原理见右图。