Éifeacht piezoelectric na criadóireachta piezoelectric

Nuair a bhíonn an ceirmeach piezoelectric polaraithe, tá polarú réimse iarmharach láidir taobh istigh den ábhar ceirmeach. Nuair a bhíonn an t-ábhar ceirmeach faoi réir fórsa seachtrach, tá teorainn na mbogann fearainn ina chúis le hathrú ar an déine polaraithe agus mar thoradh ar éifeacht piezoelectric.

 Tá comhéifeacht piezoelectric an-ard ag an gceirmeach piezoelectric polaraithe, atá thart ar cúpla céad uair níos mó ná criostail Grianchloch, ach tá an neart meicniúil níos lú ná sin criostail Grianchloch.

Is substaintí cosúil le ferroelectrics iad trasducer pláta piezoceramic, agus is ábhair piezoelectric polycrystalline atá déanta go saorga iad a bhfuil struchtúr fearainn cosúil le struchtúr fearainn maighnéadach na n-ábhar ferromagnetic. Is réigiún é fearann ​​ina bhfoirmíonn móilín go spontáineach. Tá treo polaraithe áirithe aige, ionas go mbeidh réimse leictreach áirithe ann. In éagmais réimse leictreach seachtrach, déantar na fearainn aonair a dháileadh go randamach ar an gcriostail, agus cuirtear a n-éifeachtaí polaraithe ar ceal a chéile, agus mar sin tá polaraíocht inmheánach nialasach ag an gceirmeach piezoelectric bunaidh.

Mar sin féin, nuair a bhí an voltmhéadar ceangailte leis an dá leictreoid den bhileog ceirmeach le haghaidh tomhais, níorbh fhéidir an polaraíocht atá ann cheana féin taobh istigh den leathán ceirmeach a thomhas. Tá sé seo toisc go gcuirtear an polarú sa bhileog piezoceramics in iúl i gcónaí i bhfoirm nóiméad dépholach leictreach, is é sin, go dtarlaíonn muirear faoi cheangal dearfach ag foirceann amháin den cheirmeach agus go dtarlaíonn muirear faoi cheangal diúltach ag an taobh eile. Mar gheall ar ghníomhaíocht an mhuirir faoi cheangal, déantar muirear ón taobh amuigh a adsorbed ar dhromchla leictreoid an bhileog ceirmeach. Tá na táillí saor in aisce seo comhionann leis an gcomhartha muirear faoi cheangal sa leathán ceirmeach, a fheidhmíonn chun éifeachtaí polaraithe laistigh den leathán ceirmeach ar an domhan lasmuigh a chosaint agus a chomhrac. Mar sin, ní féidir leis an voltmhéadar an méid polaraithe sa leathán ceirmeach a thomhas.

Má chuirtear brú F comhthreomhar leis an treo polaraithe i bhfeidhm ar an mbileog ceirmeach, mar a thaispeántar san fhigiúr, déanfar an leathán ceirmeach faoi dhífhoirmiú comhbhrú (líne dashed san fhigiúr), éiríonn an fad idir na muirir dhearfacha agus diúltacha sa bhileog níos lú, agus athraíonn an déine polaraithe freisin. Mar sin, scaoiltear cuid den mhuirear saor in aisce a bhí ar an leictreoid ar dtús, agus tarlaíonn feiniméan muirir. Nuair a bhaintear an brú, filleann an píosa ceirmeach ar a staid bhunaidh (próiseas leathnaithe é seo), éiríonn an fad idir na muirir dhearfacha agus diúltacha sa scannán níos mó, agus éiríonn an déine polaraithe níos mó freisin, ionas go mbeidh roinnt muirear saor in aisce a adsorbed ar an bhfeiniméan leictreoid agus luchtaithe a tharlaíonn.

Ar an gcaoi chéanna, má chuirtear réimse leictreach den treo polaraithe céanna de cheirmeach piezo ardchumhachta i bhfeidhm ar an mbileog ceirmeach, mar a thaispeántar san fhigiúr, ós rud é go bhfuil treo an réimse leictrigh mar an gcéanna le treo an polaraithe, méadóidh gníomh an réimse leictrigh an polarú. Ag an am seo, méadaítear an t-achar idir na muirir theoranta dearfacha agus diúltacha sa leathán ceirmeach freisin, is é sin, tá an leathán ceirmeach fadaithe sa treo polaraithe (líne briste san fhigiúr). Ar an gcaoi chéanna, má tá treo an réimse leictrigh fheidhmigh os coinne treo an pholaraithe, déantar an leathán ceirmeach a ghiorrú i dtreo an polaraithe. Is éifeacht inbhéartach piezoelectric é an feiniméan seo maidir le casadh ina éifeacht meicniúil de bharr éifeacht leictreach nó aistriú ó fhuinneamh leictreach go fuinneamh meicniúil.

   

Is féidir a fheiceáil go bhfuil éifeacht piezoelectric ag an gceirmeach piezoelectric mar gheall ar an polaraíocht spontáineach taobh istigh den cheirmeach. Tar éis an polarú spontáineach a bheith faoi réir an phróisis polaraithe agus éigean a ailíniú, tá an polarú iarmharach i láthair sa cheirmeach. Más féidir leis an ngníomh seachtrach (cosúil le gníomh brú nó réimse leictreach) an polarú a athrú, beidh éifeacht piezoelectric ag criadóireacht piezo. Ina theannta sin, is féidir a fheiceáil go bhfuil na muirir polaraithe sa cheirmeach mar mhuirear faoi cheangal, ní ghearrann sé táillí saor in aisce, agus ní féidir leis na muirir theoranta seo gluaiseacht faoi shaoirse. Dá bhrí sin, tá an feiniméan urscaoilte nó muirir a ghintear sa cheirmeach mar gheall ar athrú ar polaraíocht inmheánach na ceirmeacha, rud a fhágann go bhfuil an muirear saor in aisce ar an dromchla leictreoid a scaoileadh nó a athlánú.

Nuair a bhíonn an ceirmeach piezoelectric faoi réir fórsa Fz sa treo polaraithe (treo Z) ar an eitleán polaraithe (ie, tá an fórsa ingearach leis an eitleán polaraithe), ansin ar an dá phlána polaraithe airgid plátáilte (nó óir), faoi seach le feiceáil muirir dhearfacha agus diúltacha, tá an méid muirir Qzz comhréireach leis an bhfórsa Fz, ie:

Ábhar piezoelectric:

Criostail piezoelectric, mar shampla Grianchloch;
Criadóireacht piezoelectric, mar shampla titanate bhairiam, titanate siorcónáit luaidhe, srl .;
Leathsheoltóirí piezoelectric cosúil le suilfíd since, telluride caidmiam, agus a leithéidí.
        
Ceanglais maidir le hairíonna ábhar piezoelectric:

Tá na buntáistí gan íoc a bhaineann le criostail Grianchloch stiallacha ceirmeacha piezoelectric an-chobhsaí le haghaidh feidhmíochta, neart meicniúil ard agus airíonna inslithe den scoth. Mar sin féin, tá ábhair Grianchloch costasach agus tá comhéifeacht piezoelectric i bhfad níos ísle acu ná criadóireacht piezoelectric. Dá bhrí sin, ní úsáidtear é go ginearálta ach amháin sna hionstraimí caighdeánacha nó braiteoirí a dteastaíonn ceanglais níos airde orthu. Toisc gur criostail anisotrópach é Grianchloch, tá éagsúlacht mhór ag baint le hairíonna fisiceacha (cosúil le leaisteachas, éifeacht piezoelectric, tréithe teochta, etc.) a ghearrtar i dtreonna difriúla. D'fhonn an braiteoir grianchloch a dhearadh, roghnaítear cruth gearrtha na grianchloch i gceart de réir riachtanais iarratais éagsúla.