Próiseas meicníocht fhisiciúil ceirmeach piezoelectric

Is scannán polycrystalline é ceirmeach piezoelectric le héifeacht piezoelectric, agus tá a phróiseas táirgthe ainmnithe tar éis a phróiseas táirgthe den chineál céanna (pulverization amhábhar, múnlú, shintéiriú teocht ard). Déantar roinnt criostail piezo anisotrópacha a dhífhoirmiú faoi fhórsa meicniúil, rud a fhágann go bhfuil na cáithníní luchtaithe sách díláithrithe,Tá diosca ceirmeach piezo ábhar PZT mar thoradh ar mhuirir theoranta dearfacha agus diúltacha ar dhromchla an chriostail piezo. Tugtar éifeacht piezoelectric ar an bhfeiniméan seo. Tugtar piezoelectricity ar an airí seo den chriostail. Thángthas ar piezoelectricity i 1880 ag na deartháireacha J. Curie agus P. Curie. Cúpla mí ina dhiaidh sin d'fhíoraigh siad go turgnamhach an éifeacht inbhéartach piezoelectric, is é sin, nuair a chuirtear voltas i bhfeidhm ar an criostail piezo, déanfar an criostail piezo faoi dhífhoirmiú geoiméadrach. Roimh 1940, ní raibh ach dhá chineál ferroelectrics ar eolas (ní hamháin polaraithe go spontáineach i raon teochta áirithe, ach freisin polarú spontáineach na criostail is féidir a athdhíriú mar gheall ar neart an réimse seachtrach): is é ceann an chuid eile salann agus roinnt tartrate a bhaineann go dlúth; tá fosfáit déhidrigine potaisiam ar cheann acu agus a choibhéis. Tá piezoelectricity ag an gcéad cheann ag gnáth-theocht, agus tá luach úsáide teicniúil aige, ach tá an míbhuntáiste aige a bheith éasca a dhíscaoileadh; tá piezoelectricity ag an dara ceann ag teocht íseal (níos lú ná -14 C), agus níl an luach úsáide innealtóireachta mór. Fuarthas amach go raibh tairiseach tréleictreach thar a bheith ard idir 1942 agus 1945 ag titanate bhairiam (BaTiO). Fuarthas amach go luath gur piezoelectric é, agus ba léim chandamach in ábhair piezoelectric é fionnachtain criadóireacht piezoelectric BaTi O. Roimhe seo, ní raibh ach ábhar criostail aonair piezoelectric, agus ina dhiaidh sin bhí ábhar piezoelectric polycrystalline, ceirmeach piezoelectric le feiceáil agus baineadh úsáid as go forleathan. Sa bhliain 1947, d'úsáid na Stáit Aontaithe criadóireacht BaTiO chun pickups a dhéanamh le haghaidh phonographs. D'úsáid an tSeapáin é dhá bhliain níos déanaí ná na Stáit Aontaithe. Tá an míbhuntáiste ag BaTiO go bhfuil an piezoelectricity níos laige ná an salann scíthe agus go bhfuil an piezoelectricity níos mó ná an criostail Grianchloch piezo le teocht. Sa bhliain 1954, d'aimsigh B. Jaffe agus daoine eile an córas réitigh soladach piezoelectric PbZrO-PbTiO (PZT), ar ócáid ​​​​é a d'fhág go raibh sé dodhéanta feistí a dhéanamh sa ré BaTiO. Ó shin i leith, forbraíodh criadóireacht piezoelectric trédhearcach PZT chun cur i bhfeidhm criadóireacht piezoelectric a leathnú chuig réimse na snáthoptaice. Go dtí seo, tá cur i bhfeidhm criadóireacht piezoelectric, ó fhorbairt na cruinne go saol an teaghlaigh, thar a bheith fairsing. Thosaigh taighde na Síne ar chriadóireacht piezoelectric go déanach sna 1950idí, thart ar 10 mbliana níos déanaí ná tíortha eachtracha. Faoi láthair, tá fórsaí sách láidir i dtáirgeadh trialach agus i dtáirgeadh tionsclaíoch criadóireacht piezoelectric. Tá go leor ábhar bainte amach nó gar don leibhéal idirnáisiúnta.

An mheicníocht fhisiciúil piezoelectricity piezoceramic

Is ilchriostail iad criadóireacht piezoelectric ar féidir piezoelectricity a mhíniú trí piezoelectricity an criostail dioscaí piezoelectric . Faoi ghníomhaíocht fórsa meicniúil, athraíonn an nóiméad dipole leictreach iomlán (polarúchán), rud a fhágann go bhfuil feiniméan piezoelectric ann. Tá dlúthbhaint ag piezoelectricity le polarú, dífhoirmiú.

Meicníocht mhicreascópach polaraithe
Is é an stát polaraithe ná staid ina bhfeidhmíonn an réimse leictreach fórsa díláithrithe coibhneasta ar phointe luchtaithe an tréleictreach agus cothromaíocht shealadach d' mhealladh frithpháirteach idir na muirir. Tá trí phríomh-mheicníocht polaraithe ann.

(1) Polarú díláithrithe leictreoin—Ní bhíonn adamh nó ian tréleictreach comhthráthach le lárionad lucht diúltach núicléas luchtaithe deimhneach agus leictreoin scealla faoi ghníomhaíocht fórsa réimse leictrigh.
(2) Polarú díláithrithe Iong - tá na hiain dhearfacha agus dhiúltacha den tréleictreach sách díláithrithe faoi ghníomhaíocht fórsa réimse leictrigh, rud a ghineann móimint dépholach leictrigh.
(3) Polarú treoshuímh - tá móimint intreach (indéanta) leictreach áirithe ag na móilíní polacha a dhéanann suas an tréleictreach. Mar gheall ar tairiscint theirmeach, tá an treoshuíomh neamhord, is é an nóiméad leictreach iomlán náid. Nuair a chuirtear réimse leictreach i bhfeidhm, tá treo an réimse leictrigh ailínithe agus feictear nóiméad dépholach leictreach macrascópach.
Maidir le criostail anisotrópacha, an gaol idir polarú agus réimse leictreach

2. Éifeacht piezoelectric

(1) Éifeacht piezoelectric dearfach
Nuair a bheidh an dífhoirmítear trasducer ceirmeach dioscaí peizoelectric le fórsa seachtrach, tá na hionaid luchta dearfacha agus diúltacha sách díláithrithe, agus gintear na muirir os coinne ar roinnt aghaidheanna comhfhreagracha, agus tarlaíonn an déine polaraithe. Tugtar éifeacht dearfach piezoelectric ar an bhfeiniméan seo gan aon réimse leictreach agus polarú trí dhífhoirmiú.

Maidir le criostail anisotrópacha, cuirtear strus i bhfeidhm ar an gcriostail piezo, agus taispeánfaidh an criostail polarú comhréireach i dtrí threo X, Y, agus Z, ar a dtugtar strus piezoelectric tairiseach agus brú piezoelectric tairiseach, faoi seach.

(2) Éifeacht piezoelectric inbhéartach
Nuair a chuirtear réimse leictreach i bhfeidhm ar an gcriostal, ní hamháin go ndéantar polarú ach freisin dífhoirmiú, agus tugtar éifeacht piezoelectric inbhéartach ar an bhfeiniméan seo dífhoirmithe ag an réimse leictreach. Tá sé seo mar gheall ar nuair a bhíonn an criostail faoi réir réimse leictreach, gintear strus (strus piezoelectric) taobh istigh den chriostail, agus gintear brú piezoelectric trí strus.
.
3. Meicníocht éifeacht brú

Thángthas ar an éifeacht piezoelectric den chéad uair ar chriostail piezo. Anois bainimid úsáid as criostail ábhar PZT mar mhúnla chun meicníocht fhisiceach an éifeacht piezoelectric a léiriú.

Nuair nach gcuirtear aon bhrú i bhfeidhm, déantar ionaid lucht dearfacha agus diúltacha an chriostail piezo a dháileadh. Ag an am seo, tá na hionaid muirir dearfacha agus diúltacha ag an am céanna, agus tá nóiméad leictreach iomlán an chriostail piezo comhionann le nialas, agus ní ghearrtar an dromchla criostail (ní piezoelectric).

Nuair a chuirtear braiteoir brú i bhfeidhm sa treo x, déantar an criostail ábhartha a dhífhoirmiú, agus tá na hionaid muirir dearfacha agus diúltacha scartha, is é sin, na hathruithe dipole leictreacha, ionas go dtarlaíonn carnadh muirir ar an eitleán X.
Nuair a chuirtear brú i bhfeidhm sa treo Y-ais, taispeántar dáileadh ionaid luchta dearfacha agus diúltacha an chriostail anseo, nuair a athraíonn an nóiméad dipole leictreach iomlán agus go n-eascraíonn carnadh muirir ar an eitleán X os coinne an tosaigh. Ar ndóigh, tá fórsa teanntachta á chur in ionad an fhórsa comhbhrúite a bhí ann roimhe seo a léiríonn go bhfuil comhartha an luchta droim ar ais. I mbeagán focal, nuair a chuirtear braiteoir brú i bhfeidhm ar chriostail piezoelectric, féadfar éifeacht piezoelectric a chur faoi deara.