Ontleed die eienskappe van piëzo-elektriese keramiekkristalle deur eksperimente

In 1880 het die Curie-broers die eerste keer die piëzo-elektriese effek op 'n kwartskristal ontdek. Dit weerspieël die onderlinge koppeling tussen die elastiese en diëlektriese eienskappe van piëso-elektriese kristalle. Wanneer piëso-elektriese keramiekkristalle deur eksterne kragte vervorm word, genereer hulle verskillende hoeveelhede lading op die ooreenstemmende oppervlaktes. Hierdie verskynsel sonder 'n elektriese veldeffek word 'n positiewe piëso-elektriese effek genoem bloot as gevolg van vervorming.

Wanneer 'n elektriese veld van hoë fokus piëzo bak toegepas word op 'n piëzo-elektriese kristal, dit is nie net polarisasie, maar ook vervorming. Hierdie vervorming wat deur 'n elektriese veld veroorsaak word, word die inverse piëso-elektriese effek genoem. Die omgekeerde piëso-elektriese effek word veroorsaak deur die spanning wat in die kristal gegenereer word wanneer die piëso-elektriese kristal aan 'n elektriese veld onderwerp word. Hierdie spanning word piëso-elektriese spanning genoem. As gevolg hiervan word piëso-elektriese spanning gegenereer. Eksperimente toon dat alle piëzo-kristalle met positiewe piëso-elektriese effek ook anti-piezo-elektriese effek moet hê, en die twee is in een-tot-een korrespondensie.

Enige medium in die elektriese veld sal die medium vervorm as gevolg van geïnduseerde polarisasie. Hierdie vervorming is anders as dié wat veroorsaak word deur die omgekeerde piëso-elektriese effek HIFU keramiek piëzo-elektriese transducer . Diëlektrika kan elastiese vervorming veroorsaak onder die invloed van eksterne kragte, of vervorming onder die polarisasie van eksterne elektriese velde. Die vervorming wat veroorsaak word deur geïnduseerde polarisasie is eweredig aan die kwadraat van die eksterne elektriese veld, wat die elektrostriktiewe effek is. Die vervorming wat dit produseer, is onafhanklik van die rigting van die eksterne elektriese veld. Die vervorming wat veroorsaak word deur die omgekeerde piëso-elektriese effek is eweredig aan die eksterne elektriese veld, en die vervorming sal verander wanneer die elektriese veld omgekeer word (byvoorbeeld, die oorspronklike verlenging kan verkort word of die oorspronklike verkorting kan verleng word).

Daarbenewens, of dit 'n nie-piëso-elektriese kristal of 'n piëso-elektriese kristal is, bestaan ​​die elektrostriktiewe effek in alle diëlektrika; die elektrostriktiewe effek van diëlektriese piëzo-keramiekkristalle met verskillende strukture verskil egter. Die anti-piezo-elektriese effek bestaan ​​slegs in piëzo-elektriese skyf-omskakelaars . Kristalle wat piëso-elektriese effekte kan genereer, word piëso-elektriese kristalle genoem. Een tipe piëso-elektriese kristal is 'n enkelkristal, soos kwarts (SiO 2), kaliumnatriumtartraat (ook bekend as lossal sout, nakc 4h4 o 6 x H2O), bismut germanaat (bi 12 geo 20), en dies meer. Nog 'n tipe piëso-elektriese kristal word 'n piëzo-elektriese keramiek genoem, soos bariumtitanaat (batei O3), loodsirkonaattitanaat (Pb (zrxtirx) O3, kode PZT), loodsirkonaattitanaat niobiummagnesium (Pb bygevoeg PZT Pb (mg1 / 3n B2) lood, anti-PCM / 3n B2, anti-PCM, Ogan B2 / kode sirkonaattitanaat (Pb bygevoeg Pit-kode PMS)