Коратка, што такое п'езаэлектрычны эфект і адкрыццё п'езаэлектрычнага эфекту

Што такое п'езаэлектрычны эфект

Аб п'езаэлектрычным эфекце, калі пэўны дыэлектрык дэфармуецца знешняй сілай у пэўным кірунку, унутры яго будзе адбывацца палярызацыя, і на дзвюх супрацьлеглых паверхнях з'явяцца станоўчыя і адмоўныя зарады. Пры зняцці знешняй сілы ён вернецца ў незараджаны стан. Гэта з'ява называецца станоўчым п'езаэлектрычным эфектам. Калі кірунак прыкладзенай сілы змяняецца, адпаведна змяняецца і палярнасць зарада. І наадварот, калі электрычнае поле прыкладзена ў кірунку палярызацыі дыэлектрыка, гэтыя дыэлектрыкі таксама дэфармуюцца. Пасля зняцця электрычнага поля дэфармацыя дыэлектрыка знікне. Гэта з'ява называецца зваротным п'езаэлектрычным эфектам PZT матэрыял п'езакераміка . Тып датчыка, распрацаваны на аснове дыэлектрычнага п'езаэлектрычнага эфекту, называецца п'езаэлектрычным датчыкам.

Адкрыццё п'езаэлектрычнага эфекту

У 1880 годзе браты П'ер Кюры і Жак Кюры выявілі, што турмалін валодае п'езаэлектрычным эфектам. У 1881 годзе яны пацвердзілі зваротны п'езаэлектрычны эфект з дапамогай эксперыментаў і атрымалі прамую і зваротную п'езаэлектрычныя канстанты. У 1984 годзе нямецкі фізік Водмар Фойгт (ням. Woldemar Voigt) прыйшоў да высновы, што толькі крышталі сярэдняй групы 20 без сіметрычнага цэнтра могуць мець п'езаэлектрычны эфект.

Бягучы стан прымянення п'езаэлектрычнага эфекту
Пры лёгкім націску на кнопку газавая пліта адразу ж загараецца сінім полымем. Вы калі-небудзь разумелі, што прынесла вам гэта зручнасць? Злучыць, здавалася б, просты п'езадыскавы пераўтваральнік да провада і амперметра і націсніце на яго рукой. Стрэлка амперметра таксама вагаецца разам з ім - гэта дзіўная рэч, каб вырабляць ток? Па сутнасці, гэта п'езаэлектрычная кераміка, функцыянальны керамічны матэрыял, здольны пераўтвараць механічную і электрычную энергію адна ў адну. Што гэта за матэрыял - п'езаэлектрычная кераміка? Гэта pzt матэрыял з п'езаэлектрычным эфектам. Так званы п'езаэлектрычны эфект адносіцца да дэфармацыі некаторых асяроддзяў пад дзеяннем сілы, што выклікае зарад паверхні асяроддзя. Гэта станоўчы п'езаэлектрычны эфект. І наадварот, калі прымяняецца ўзбуджальнае электрычнае поле, серада будзе механічна дэфармавацца, што называецца зваротным п'езаэлектрычным эфектам. Гэты цудоўны эфект быў ужыты навукоўцамі ў многіх галінах, цесна звязаных з жыццём людзей, для дасягнення такіх функцый, як пераўтварэнне энергіі, адчуванне, кіраванне аўтамабілем, кантроль частоты і г.д.

П'езаэлектрычная кераміка мае адчувальныя характарыстыкі, якія могуць пераўтвараць вельмі слабыя механічныя вібрацыі ў электрычныя сігналы, і могуць выкарыстоўвацца ў гідраакустычных сістэмах, метэаралагічных сістэмах выяўлення, тэлеметрыі, ахове навакольнага асяроддзя, бытавой тэхніцы і г. д. Землятрусы - гэта разбуральныя катастрофы, і крыніца землятрусу заходзіла глыбока ў зямной кары. Раней гэта было цяжка прадказаць, што паставіла чалавецтва ў няёмкае становішча.

Дэфармацыя п'езаэлектрычнай керамікі пад дзеяннем электрычнага поля вельмі малая, максімум не больш адной дзесяцімільённай яе памеру. Не варта недаацэньваць гэтую невялікую змену. На гэтым прынцыпе заснаваны дакладны механізм кіравання - п'езаэлектрычны драйвер. Кіраванне дакладнымі прыборамі і машынамі, тэхналогіі мікраэлектронікі, біяінжынерыя і іншыя сферы - усё гэта добрыя навіны.

Прылады кантролю частоты, такія як рэзанатары і фільтры, з'яўляюцца ключавымі прыладамі, якія вызначаюць прадукцыйнасць абсталявання сувязі. П'езаэлектрычны керамічны пераўтваральнік мае відавочныя перавагі ў гэтым плане. Ён мае добрую стабільнасць частоты, высокую дакладнасць і шырокі дыяпазон частот, невялікі, негіграскапічны і даўгавечны. Асабліва ў шматканальным камунікацыйным абсталяванні гэта можа палепшыць абарону ад перашкод, так што папярэдняе электрамагнітнае абсталяванне не можа сутыкнуцца з уласным тварам і сутыкнецца з альтэрнатыўным лёсам.

Давайце паглядзім на новы тып веласіпедных амартызатараў. Для агульных амартызатараў цяжка дасягнуць стабільнага эфекту. Гэты кантролер амартызатара ACX упершыню выкарыстоўвае п'езаэлектрычныя матэрыялы, каб забяспечыць бесступенчатую функцыю амартызатара. Ультрагукавой датчык кантралюе рух ударнага поршня з частатой 50 раз у секунду. Калі поршань рухаецца хутка, гэта, як правіла, звязана з хуткім ударам, выкліканым яздой па няроўнай зямлі. У гэты час неабходна актываваць функцыю максімальнага паглынання ўдару; калі поршань рухаецца павольна, то Паказвае, што дарожнае пакрыццё роўнае, і патрабуюцца толькі больш слабыя функцыі амартызацыі. Можна сказаць, што п'езакераміка хоць і з'яўляецца новым матэрыялам, але цалкам цывільным. Ён выкарыстоўваецца ў высокіх тэхналогіях, але гэта больш для ўвагі людзей у жыцці, ствараючы лепшае жыццё.