Analysoi pietsosähköisten keraamisten kiteiden ominaisuuksia kokeiden avulla

Vuonna 1880 Curien veljekset löysivät ensimmäisen kerran pietsosähköisen vaikutuksen kvartsikiteessä. Se heijastaa keskinäistä kytkentää pietsosähköisten kiteiden elastisten ja dielektristen ominaisuuksien välillä. Kun pietsosähköiset keraamiset kiteet muotoutuvat ulkoisten voimien vaikutuksesta, ne synnyttävät erilaisia ​​varauksia vastaaville pinnoille. Tätä ilmiötä ilman sähkökenttävaikutusta kutsutaan positiiviseksi pietsosähköiseksi ilmiöksi yksinkertaisesti muodonmuutoksen vuoksi.

Kun sähkökenttä korkeatarkennusta piezomaljaa , se ei ole vain polarisaatiota, vaan myös muodonmuutosta. Pietsosähköiseen kiteeseen kiinnitetään Tätä sähkökentän aiheuttamaa muodonmuutosta kutsutaan käänteispietsosähköiseksi efektiksi. Käänteinen pietsosähköinen vaikutus johtuu jännityksestä, joka syntyy kiteen sisällä, kun pietsosähköinen kide altistuu sähkökentällä. Tätä jännitystä kutsutaan pietsosähköiseksi jännitykseksi. Tämän seurauksena syntyy pietsosähköistä jännitystä. Kokeet osoittavat, että kaikilla pietsosähköisillä kiteillä, joilla on positiivinen pietsosähköinen vaikutus, on oltava myös antipietsosähköinen vaikutus, ja nämä kaksi vastaavat keskenään.

Mikä tahansa sähkökentässä oleva väliaine muuttaa väliaineen muotoa indusoidun polarisaation vuoksi. Tämä muodonmuutos on erilainen kuin käänteisen pietsosähköisen vaikutuksen aiheuttama muodonmuutos HIFU keraaminen pietsosähköinen muunnin . Dielektrikot voivat aiheuttaa elastisia muodonmuutoksia ulkoisten voimien vaikutuksesta tai muodonmuutoksia ulkoisten sähkökenttien polarisaatiossa. Indusoidun polarisaation aiheuttama muodonmuutos on verrannollinen ulkoisen sähkökentän neliöön, joka on sähköstriktiivinen vaikutus. Sen tuottama muodonmuutos on riippumaton ulkoisen sähkökentän suunnasta. Käänteisen pietsosähköisen vaikutuksen aiheuttama muodonmuutos on verrannollinen ulkoiseen sähkökenttään ja muodonmuutos muuttuu, kun sähkökenttä käännetään (esim. alkuperäistä venymää voidaan lyhentää tai alkuperäistä lyhennystä pidentää).

Lisäksi, olipa kyseessä ei-pietsosähköinen kide tai pietsosähköinen kide, sähköstriktiivinen vaikutus esiintyy kaikissa eristeissä; erirakenteisten pietsokeramisten kiteiden sähköstriktiivinen vaikutus on kuitenkin erilainen. Antipietsosähköinen vaikutus on olemassa vain pietsosähköiset levymuuntimet . Kiteitä, jotka voivat tuottaa pietsosähköisiä vaikutuksia, kutsutaan pietsosähköisiksi kiteiksi. Yksi pietsosähköisten kidetyyppi on yksikiteinen kide, kuten kvartsi (SiO 2), kaliumnatriumtartraatti (tunnetaan myös nimellä häviösuola, nakc 4h4 o 6 x H2O), vismuttigermanaatti (bi 12 geo 20) ja vastaavat. Toista pietsosähköistä kidetyyppiä kutsutaan pietsosähköiseksi keramiikaksi, kuten bariumtitanaatti (batei O3), lyijyzirkonaattititanaatti (Pb (zrxtirx) O3, koodi PZT), lyijysirkonaattititanaatti niobiummagnesium (Pb lisätty PZT Pb, B3 lyijy-koodi 3M) mangaanizirkonaattititanaatti (Pb lisätty Pit-koodi PMS)