Pomocí experimentů analyzujte vlastnosti piezoelektrických keramických krystalů

V roce 1880 bratři Curieové poprvé objevili piezoelektrický efekt na krystalu křemene. Odráží vzájemnou vazbu mezi elastickými a dielektrickými vlastnostmi piezoelektrických krystalů. Když jsou piezoelektrické keramické krystaly deformovány vnějšími silami, generují různé množství náboje na odpovídajících površích. Tento jev bez efektu elektrického pole se nazývá pozitivní piezoelektrický efekt jednoduše kvůli deformaci.

Když elektrické pole vysoce zaostřující piezo miska je aplikována na piezoelektrický krystal, není to jen polarizace, ale i deformace. Tato deformace způsobená elektrickým polem se nazývá inverzní piezoelektrický jev. Inverzní piezoelektrický efekt je způsoben napětím generovaným uvnitř krystalu, když je piezoelektrický krystal vystaven elektrickému poli. Toto napětí se nazývá piezoelektrické napětí. V důsledku toho vzniká piezoelektrické napětí. Experimenty ukazují, že všechny piezokrystaly s pozitivním piezoelektrickým účinkem musí mít také anti-piezoelektrický účinek a tyto dva jsou v souladu jedna ku jedné.

Jakékoli médium v ​​elektrickém poli bude deformovat médium v ​​důsledku indukované polarizace. Tato deformace je odlišná od deformace způsobené inverzním piezoelektrickým jevem HIFU keramický piezoelektrický měnič . Dielektrika mohou způsobit elastickou deformaci pod vlivem vnějších sil nebo deformaci pod polarizací vnějších elektrických polí. Deformace způsobená indukovanou polarizací je úměrná druhé mocnině vnějšího elektrického pole, což je elektrostrikční efekt. Deformace, kterou vytváří, je nezávislá na směru vnějšího elektrického pole. Deformace způsobená zpětným piezoelektrickým jevem je úměrná vnějšímu elektrickému poli a při obrácení elektrického pole se deformace změní (např. původní prodloužení lze zkrátit nebo původní zkrácení prodloužit).

Navíc, ať už se jedná o nepiezoelektrický krystal nebo piezoelektrický krystal, elektrostrikční efekt existuje ve všech dielektrikách; elektrostrikční účinek dielektrických piezokeramických krystalů s různými strukturami je však odlišný. Anti-piezoelektrický efekt existuje pouze v piezoelektrické kotoučové měniče . Krystaly, které mohou generovat piezoelektrické efekty, se nazývají piezoelektrické krystaly. Jedním typem piezoelektrického krystalu je monokrystal, jako je křemen (SiO 2), tartrát sodno-draselný (také známý jako ztrátová sůl, nakc 4h4 o 6 x H2O), germanát vizmutitý (bi 12 geo 20) a podobně. Jiný typ piezoelektrického krystalu se nazývá piezoelektrická keramika, jako je titaničitan barnatý (batei O3), zirkoničitan olovnatý titanát (Pb (zrxtirx) O3, kód PZT), zirkoničitan olovnatý titaničitan niob hořčík (přidaný Pb PZT Pb (mg1 / 3n B2 / 3) olovnatý antimonát, kód manganát titanu zP kód manganit PCM PMS)