اثر پیزوالکتریک و اثر دی الکتریک سرامیک پیزوالکتریک

هر محیطی در میدان الکتریکی به دلیل اثر قطبش القایی باعث تغییر شکل محیط می شود و این تغییر شکل با تغییر شکل ناشی از اثر پیزوالکتریک معکوس متفاوت است. دی الکتریک ممکن است توسط یک نیروی خارجی تغییر شکل الاستیکی داشته باشد، سنسور ضربه سرامیکی پیزوالکتریک ممکن است توسط قطبش میدان الکتریکی خارجی تغییر شکل داده شود. تغییر شکل ناشی از قطبش القایی متناسب با مربع میدان الکتریکی خارجی است که یک اثر الکتریکی است. تغییر شکلی که ایجاد می کند مستقل از جهت میدان الکتریکی خارجی است. تغییر شکل ناشی از اثر پیزوالکتریک معکوس متناسب با میدان الکتریکی خارجی است و هنگامی که میدان الکتریکی معکوس می شود، تغییر شکل نیز تغییر می کند (مثلاً می توان ازدیاد طول اولیه را کوتاه کرد یا کوتاه شدن اولیه را می توان به کشیدگی تغییر داد). علاوه بر این، اثر الکتریکی در تمام دی‌الکتریک‌ها وجود دارد، چه غیر پیزوالکتریک یا پیزوالکتریک، تنها اثرات الکترواستریکیو کریستال‌های دی‌الکتریک ساختارهای مختلف را دارد. اثر پیزوالکتریک معکوس فقط در کریستال های سرامیکی پیزوالکتریک یافت می شود.

الف مواد PZT کریستال پیزو سرامیکی که اثر پیزوالکتریک ایجاد می کند، کریستال پیزوالکتریک نامیده می شود. یکی از انواع کریستال های پیزوالکتریک تک بلوری مانند کوارتز (SiO2)، تارتارات پتاسیم سدیم (همچنین به عنوان نمک بازنده، NaKC4H4O6.H2O شناخته می شود)، بیسموت روتنات (Bi12GeO20) است. نوع دیگری از کریستال پیزوالکتریک به سرامیک های پیزوالکتریک گفته می شود، مانند تیتانات باریم (BaTiO3)، تیتانات سرب زیرکونات Pb(ZrxTirx)O3، بیسموت سرب منیزیم زیرکونات تیتانات ساخت ژاپن، اضافه شده به PZT، بیسموت منگنز ساخت چین. سرب زیرکونات تیتانات Pb(Mn1/2Sb2/3)O3 به PIT اضافه شد.

دی الکتریک یک عایق است که می تواند الکترود شود. استفاده از دی الکتریک بسیار گسترده است. رسانایی دی الکتریک عنصر سرامیکی پیزوالکتریک بسیار کم است، همراه با خواص مقاومت دی الکتریک خوب، که می تواند برای ساخت عایق های الکتریکی استفاده شود. علاوه بر این، دی الکتریک را می توان به شدت رسوب داد و یک ماده خازن عالی است. مطالعه خواص دی الکتریک شامل ذخیره و اتلاف انرژی الکتریکی و مغناطیسی در ماده است. این مطالعه برای توضیح پدیده های مختلف الکترونیک، اپتیک و فیزیک حالت جامد بسیار مهم است. خواص دی الکتریک به خواص ذخیره و از دست دادن انرژی الکترواستاتیکی تحت تأثیر میدان الکتریکی اشاره دارد که معمولاً با ثابت دی الکتریک و تلفات دی الکتریک بیان می شود. هنگامی که فناوری فرکانس بالا برای موادی مانند کفپوش کامپوزیت چوب جامد اعمال می شود، هنگامی که از پرس گرم با فرکانس بالا استفاده می شود، خواص دی الکتریک بسیار مهم است. هنگامی که محیط با میدان الکتریکی اعمال می شود، بار القایی برای تضعیف میدان الکتریکی ایجاد می شود. نسبت میدان الکتریکی اعمال شده اولیه (در خلاء) به میدان الکتریکی در محیط نهایی گذردهی است که به عنوان نرخ جریان القایی نیز شناخته می شود.