Прааналізуйце характарыстыкі крышталяў п'езаэлектрычнай керамікі з дапамогай эксперыментаў

У 1880 годзе браты Кюры ўпершыню выявілі п'езаэлектрычны эфект на крышталі кварца. Ён адлюстроўвае ўзаемную сувязь паміж пругкімі і дыэлектрычнымі ўласцівасцямі п'езаэлектрычных крышталяў. Калі п'езаэлектрычныя керамічныя крышталі дэфармуюцца знешнімі сіламі, яны ствараюць розную колькасць зарада на адпаведных паверхнях. Гэта з'ява без эфекту электрычнага поля называецца станоўчым п'езаэлектрычным эфектам проста з-за дэфармацыі.

Пры электрычным полі высокая факусоўка пьезочаша наносіцца на п'езаэлектрычны крышталь, гэта не толькі палярызацыя, але і дэфармацыя. Гэтая дэфармацыя, выкліканая электрычным полем, называецца зваротным п'езаэлектрычным эфектам. Зваротны п'езаэлектрычны эфект выкліканы напругай, якая ствараецца ўнутры крышталя, калі п'езаэлектрычны крышталь падвяргаецца ўздзеянню электрычнага поля. Гэта напружанне называецца п'езаэлектрычным. У выніку ствараецца п'езаэлектрычная дэфармацыя. Эксперыменты паказваюць, што ўсе п'езакрышталі са станоўчым п'езаэлектрычным эфектам таксама павінны мець антып'езаэлектрычны эфект, і яны знаходзяцца ў адпаведнасці адзін да аднаго.

Любое асяроддзе ў электрычным полі будзе дэфармаваць асяроддзе з-за індукаванай палярызацыі. Гэтая дэфармацыя адрозніваецца ад дэфармацыі, выкліканай зваротным п'езаэлектрычным эфектам Керамічны п'езаэлектрычны пераўтваральнік HIFU . Дыэлектрыкі могуць выклікаць пругкую дэфармацыю пад дзеяннем знешніх сіл або дэфармацыю пад дзеяннем палярызацыі знешніх электрычных палёў. Дэфармацыя, выкліканая індукаванай палярызацыяй, прапарцыйная квадрату вонкавага электрычнага поля, што з'яўляецца электрастрыкцыйным эфектам. Дэфармацыя, якую ён стварае, не залежыць ад напрамку вонкавага электрычнага поля. Дэфармацыя, выкліканая зваротным п'езаэлектрычным эфектам, прапарцыйная знешняму электрычнаму полю, і дэфармацыя зменіцца, калі электрычнае поле зменіцца (напрыклад, першапачатковае падаўжэнне можа быць скарочана або першапачатковае скарачэнне можа быць пашырана).

Акрамя таго, няхай гэта будзе неп'езаэлектрычны крышталь або п'езаэлектрычны крышталь, электрастрыкцыйны эфект існуе ва ўсіх дыэлектрыках; аднак электрастрыкцыйны эфект крышталяў дыэлектрычнай п'езакерамікі з рознай структурай адрозніваецца. Антып'езаэлектрычны эфект існуе толькі ў п'езаэлектрычныя дыскавыя пераўтваральнікі . Крышталі, якія могуць ствараць п'езаэлектрычныя эфекты, называюцца п'езаэлектрычнымі крышталямі. Адным з тыпаў п'езаэлектрычных крышталяў з'яўляюцца монакрышталі, такія як кварц (SiO 2), тартрат калію і натрыю (таксама вядомы як стратная соль, nakc 4h4 o 6 x H2O), германат вісмута (bi 12 geo 20) і таму падобнае. Іншы тып п'езаэлектрычнага крышталя называецца п'езаэлектрычнай керамікай, напрыклад тытанат барыю (batei O3), тытанат цырканату свінцу (Pb (zrxtirx) O3, код PZT), тытанат цырканата свінцу ніёбія магнію (Pb з даданнем PZT Pb (mg1 / 3n B2 / 3) O3, код PCM), свінец сурма марганец тытанат цырконату (Pb з даданнем Pit код PMS)