Το πρώτο πιεζοηλεκτρικό εφέ εφευρέθηκε το έτος 1880 από δύο αδέλφια επιστημόνων, τον «Pierre Curie» και τον «Jacques». Αυτό το αποτέλεσμα βρέθηκε από την εφαρμοζόμενη πίεση σε κρύσταλλο, διαφορετικά ο χαλαζίας σχηματίζει ηλεκτρικό φορτίο στο υλικό. Στη συνέχεια, αναφέρθηκαν σε αυτό το επιστημονικό γεγονός όπως το πιεζοηλεκτρικό αποτέλεσμα. Οι «αδελφοί Curie» εφευρέθηκαν γρήγορα το « αντίστροφη πιεζοηλεκτρική επίδραση », Και αφού επιβεβαίωσαν ότι όποτε απαιτείται ηλεκτρικό πεδίο σε κρυσταλλικά τερματικά, θα οδηγήσει σε παραμόρφωση. Αυτό είναι γνωστό ως το αντίστροφο πιεζοηλεκτρικό αποτέλεσμα. Το όνομα πιεζοηλεκτρικό προέρχεται από την ελληνική λέξη. Η έννοια της λέξης πιέζου πιέζεται διαφορετικά, ενώ το ηλεκτρικό σημαίνει κεχριμπάρι.
Τι είναι το πιεζοηλεκτρικό αποτέλεσμα;
ο Πιεζοηλεκτρική επίδραση μπορεί να οριστεί ως την ικανότητα συγκεκριμένων υλικών για παραγωγή ηλεκτρικού φορτίου σε απάντηση προς την εφαρμοζόμενη μηχανική πίεση. Ένα από τα αποκλειστικά χαρακτηριστικά αυτού του εφέ είναι αναστρέψιμο. Αυτό σημαίνει τα υλικά εμφανίζει την ευθεία πιεζοηλεκτρική επίδραση και επίσης εμφανίζει την αντίστροφη πιεζοηλεκτρική επίδραση.
Πιεζοηλεκτρική επίδραση
Κάθε φορά που το πιεζοηλεκτρικό υλικό βρίσκεται κάτω από μηχανική καταπόνηση, πραγματοποιείται μεταφορά των + ve καθώς και - φορέων φόρτισης εντός του υλικού, που προκύπτει κατά τη διάρκεια ενός εξωτερικού ηλεκτρικού πεδίου. Όταν αναστρέφονται, ένα εξωτερικό ηλεκτρικό πεδίο επεκτείνει επίσης το πιεζοηλεκτρικό υλικό.
Οι εφαρμογές του πιεζοηλεκτρικού αποτελέσματος αφορούν κυρίως το η κατασκευή καθώς και ανίχνευση ήχου, μικροβαθμίδες, παραγωγή υψηλών τάσεων καθώς και ηλεκτρονική συχνότητα, εστίαση πολύ λεπτών οπτικών συγκροτημάτων. Αυτό είναι το θεμέλιο ενός αριθμού επιστημονικών οργάνων με ατομική ανάλυση όπως STM, AFM (μικροσκόπια ανιχνευτή σάρωσης). Η κοινή εφαρμογή του πιεζοηλεκτρικό αποτέλεσμα είναι η πηγή έκρηξης αναπτήρων τσιγάρων.
Παράδειγμα πιεζοηλεκτρικού αποτελέσματος
Οπως συζητήσαμε, ο ηλεκτρισμός μπορεί να δημιουργηθεί πιέζοντας ένα πιεζοηλεκτρικό υλικό. ο Η πιεζοηλεκτρική επίδραση σε κρύσταλλο είναι συζητείται παρακάτω. Το πιεζοηλεκτρικό αποτέλεσμα συμβαίνει κατά τη συμπίεση πιεζοηλεκτρικού υλικού. Το πιεζοκεραμικό υλικό όπως ο πιεζοηλεκτρικός κρύσταλλος τοποθετείται ανάμεσα στις δύο μεταλλικές πλάκες που φαίνονται στο παρακάτω παράδειγμα. Η πιεζοηλεκτρική ενέργεια μπορεί να δημιουργηθεί όποτε το υλικό συμπιέζεται εφαρμόζοντας μηχανική καταπόνηση.
Παράδειγμα πιεζοηλεκτρικού αποτελέσματος
Στο παραπάνω σχήμα, θα υπάρχει δυναμικό τάσης στο υλικό. Οι μεταλλικές πλάκες στο παραπάνω κύκλωμα μπορούν να τοποθετηθούν σε σάντουιτς από τον πιεζοηλεκτρικό κρύσταλλο. Οι δύο μεταλλικές πλάκες συλλέγουν τα φορτία, η οποία παράγει μια τάση που είναι γνωστή ως πιεζοηλεκτρική ενέργεια.
Σε αυτήν τη μέθοδο, το πιεζοηλεκτρικό εφέ λειτουργεί ως μια μικρή μπαταρία, όπως αυτή παράγει ηλεκτρισμό . Αυτό ονομάζεται λοιπόν άμεσο πιεζοηλεκτρικό αποτέλεσμα . Υπάρχουν πολλές συσκευές που μπορούν να χρησιμοποιήσουν άμεσα πιεζοηλεκτρικά εφέ όπως αισθητήρες πίεσης, μικρόφωνα, υδρόφωνα και τύπους συσκευών ανίχνευσης.
Αντίστροφη πιεζοηλεκτρική επίδραση
Το αντίστροφο ή αντίστροφη πιεζοηλεκτρική επίδραση μπορεί να οριστεί ως, όποτε αντιστρέφεται το πιεζοηλεκτρικό αποτέλεσμα. Αυτό μπορεί να διαμορφωθεί με εφαρμογή ηλεκτρική ενέργεια για να φτιάξει ένα κρύσταλλο. Η κύρια λειτουργία αυτού του αποτελέσματος είναι η μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε μηχανική ενέργεια.
Αντίστροφη πιεζοηλεκτρική επίδραση
Χρησιμοποιώντας αυτό το εφέ, μπορούμε να αναπτύξουμε συσκευές για τη δημιουργία ηχητικών κυμάτων ήχου. Τα καλύτερα παραδείγματα αυτών των συσκευών είναι τα ηχεία, διαφορετικά τα ηχεία.
Το κύριο πλεονέκτημα της χρήσης αυτών των ηχείων είναι ότι είναι εξαιρετικά λεπτά, γεγονός που τα καθιστά λειτουργικά σε μια ποικιλία τηλεφώνων. Ακόμη και οι μετατροπείς σόναρ, καθώς και ο ιατρικός υπέρηχος, χρησιμοποιούν το αντίστροφη πιεζοηλεκτρική αρχή . Οι μη ηχητικές αντίστροφες πιεζοηλεκτρικές συσκευές περιλαμβάνουν ενεργοποιητές καθώς και κινητήρες.
Πώς να χρησιμοποιήσετε αυτό το εφέ;
ο πιεζοηλεκτρικός κρύσταλλος Η συστροφή μπορεί να γίνει με διαφορετικές μεθόδους με διαφορετικές συχνότητες. Αυτή η περιστροφή μπορεί να ονομαστεί ως λειτουργία δόνησης. Ο σχεδιασμός του κρυστάλλου μπορεί να γίνει σε μια ποικιλία σχημάτων για την επίτευξη διαφορετικών τρόπων δόνησης.
Υπάρχουν αρκετές λειτουργίες που έχουν επεκταθεί για τη λειτουργία πολλών περιοχών συχνοτήτων για να κατανοήσουν μικρές, οικονομικές, καθώς και συσκευές υψηλής απόδοσης.
Αυτές οι λειτουργίες μας επιτρέπουν να δημιουργούμε προϊόντα που λειτουργούν εντός του εύρους των χαμηλών kHz-MHz. Οι τρόποι δόνησης είναι οπισθοσκόπος, κατά μήκος, περιοχή, ακτίνα, διάτμηση πάχους, παγιδευμένο πάχος, ακουστικό κύμα επιφανείας και κύμα BGS.
Τα κεραμικά είναι μια σημαντική συλλογή πιεζοηλεκτρικά υλικά . Η Murata χρησιμοποιεί αυτούς τους διαφορετικούς τρόπους δόνησης, καθώς και κεραμικά για την παραγωγή πολυάριθμων πολύτιμων προϊόντων όπως κεραμικά διαχωριστικά, κεραμικές παγίδες, κεραμικά BPF (φίλτρα διέλευσης ζώνης) , κεραμικά-αντηχεία, βομβητές καθώς και φίλτρα SAW.
Εφαρμογές πιεζοηλεκτρικών εφέ
Οι εφαρμογές του πιεζοηλεκτρικού αποτελέσματος περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.
- Ανατρέξτε στον σύνδεσμο για να μάθετε για το έργο πιεζοηλεκτρικών εφέ και συγκεκριμένα Σύστημα παραγωγής ισχύος Footstep .
- Πιεζοηλεκτρικό Αισθητήρες χρησιμοποιούνται σε βιομηχανικές εφαρμογές για διάφορες χρήσεις όπως αισθητήρες κρούσης κινητήρα, αισθητήρες πίεσης, εξοπλισμός σόναρ κ.λπ.
- Πιεζοηλεκτρικό ενεργοποιητές χρησιμοποιούνται σε βιομηχανικές εφαρμογές για ποικίλες χρήσεις όπως Diesel Fuel Injectors, Fast Response Solenoids, Optical Adjustment, Ultrasonic Cleaning, Ultrasonic Welding, Piezoelectric Motors, Stack Actuators, Stripe Actuators, Piezoelectric Relays κ.λπ.
- Πιεζοηλεκτρικοί μετατροπείς χρησιμοποιούνται σε ιατρικές εφαρμογές για μια ποικιλία χρήσεων όπως Υπερηχογράφημα, Υπερηχητικές Διαδικασίες,
- Οι Piezoelectric Actuators χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης όπως Piezoelectric Printers (εκτυπωτής dot-matrix, εκτυπωτής inkjet), Piezoelectric Speakers (κινητά τηλέφωνα, ακουστικά, παιχνίδια παραγωγής ήχου, μουσικές ευχετήριες κάρτες και μουσικά μπαλόνια). Πιεζοηλεκτρικοί βομβητές, πιεζοηλεκτρικοί υγραντήρες και ηλεκτρονικές οδοντόβουρτσες.
- Τα πιεζοηλεκτρικά υλικά χρησιμοποιούνται σε μουσικές εφαρμογές όπως το όργανο Pickups και τα μικρόφωνα.
- Το Piezoelectricity χρησιμοποιείται σε αμυντικές εφαρμογές όπως Micro Robotics, Bullets-Change Bullets κ.λπ.
- Το Piezoelectricity χρησιμοποιείται σε ορισμένες άλλες εφαρμογές όπως Piezoelectric Ignitors, Electricity Generation, MEMS (Microelectronic Mechanical Systems), Tennis Racquets κ.λπ.
Έτσι, πρόκειται για μια επισκόπηση του πιεζοηλεκτρικό αποτέλεσμα . Από τις παραπάνω πληροφορίες, τέλος, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι το Piezoelectric-Effect είναι η ικανότητα συγκεκριμένων υλικών να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια όταν εφαρμόζεται μηχανική καταπόνηση. Τα κύρια χαρακτηριστικά αυτού του φαινομένου είναι αναστρέψιμα, πράγμα που σημαίνει ότι τα υλικά που παράγουν το άμεσο πιεζοηλεκτρικό παράγουν επίσης το αντίστροφο πιεζοηλεκτρικό αποτέλεσμα. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, ποια είναι η πιεζοηλεκτρική επίδραση στο υπερηχογράφημα ;
