पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री और पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव का अनुप्रयोग

2 पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री वर्गीकरण
पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री ने क्वार्ट्ज क्रिस्टल, पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक, पीजोइलेक्ट्रिक पॉलिमर और पीजोइलेक्ट्रिक कंपोजिट में कई मील के पत्थर का अनुभव किया है। पीज़ोइलेक्ट्रिक सामग्रियों के मुख्य प्रकारों का संक्षेप में परिचय दिया गया है।

1) पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक क्रिस्टल।
पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल प्रारंभिक पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव में उपयोग की जाने वाली सामग्रियां हैं, मुख्य रूप से क्वार्ट्ज क्रिस्टल (SiO2), पानी में घुलनशील पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल (पोटेशियम सोडियम टार्ट्रेट) और लिथियम नाइओबेट क्रिस्टल। पीजोइलेक्ट्रिक सिंगल क्रिस्टल के स्थिर प्रदर्शन के कारण लागत अधिक है। केवल उच्च सटीकता आवश्यकताओं वाले मानक उपकरणों या सेंसर के लिए। पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक तकनीक के विकास ने धीरे-धीरे उपरोक्त सामग्रियों के चलन को बदल दिया है। हालाँकि, हाल के वर्षों में, विभिन्न देशों के विद्वानों ने नई क्रिस्टलीय पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री के विकास के लिए बहुत काम किया है। वर्तमान में, एक एकल क्रिस्टल पीज़ोइलेक्ट्रिक पीजो सिरेमिक डिस्क विकसित की गई है, और इसकी ऊर्जा भंडारण घनत्व 130जे/किग्रा तक पहुंच सकती है, जो पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक के भंडारण घनत्व से 10 गुना से अधिक है। अधिकतम 2600पीसी/एन और 0.95 तक के के33 के साथ पीजोइलेक्ट्रिक सामग्रियों की उत्पादन प्रक्रिया पर शोध किया गया है और बड़े पैमाने पर उत्पादन की सफलता निश्चित रूप से पीजोइलेक्ट्रिक सामग्रियों के आगे के अनुप्रयोग का विस्तार करेगी।

2) PbTiO3 आधारित पीज़ोइलेक्ट्रिक सामग्री।
PbTiO3 (पीटी के रूप में संदर्भित) पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री का व्यापक रूप से उच्च आवृत्ति और उच्च तापमान पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक घटकों के निर्माण में उपयोग किया गया है। वर्तमान में, इस सामग्री पर कुछ शोध किए गए हैं, मुख्य रूप से PbTiO3 नैनोपाउडर की तैयारी में, जिसमें कच्चे माल का उत्पादन, उत्पादन विधियां और विनिर्माण प्रक्रियाएं शामिल हैं। कच्चे माल की विविधता और विनिर्माण प्रक्रियाओं के निरंतर अद्यतनीकरण ने PbTiO3 के प्रदर्शन में लगातार सुधार किया है। वर्तमान में, सामग्री का व्यापक रूप से ट्रांसड्यूसर, अल्ट्रासोनिक और औद्योगिक गैर-विनाशकारी परीक्षण में उपयोग किया गया है।

3) पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक।
पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक कृत्रिम रूप से निर्मित पॉलीक्रिस्टलाइन पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री हैं। प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी के विकास ने पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक के आकार को उप-माइक्रोन तक कम करने में सक्षम बनाया है, ताकि सब्सट्रेट को पतला बनाया जा सके और महीन दाने वाले पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक दिखाई दें। यह सामग्री सरणी आवृत्ति को बढ़ाती है और सरणी हानि को कम करती है, लेकिन यह पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रभाव के प्रभाव को भी कम करती है। नैनोटेक्नोलॉजी के विकास ने महीन दाने वाले पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक के पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव में सुधार किया है, और इसका पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव मोटे अनाज वाले पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक के बराबर है। वर्तमान में, पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक सामग्रियों का अनुसंधान और विकास सभी देशों के लिए चिंता का विषय है।

3 पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव का अनुप्रयोग
विभिन्न ट्रांसड्यूसर, एक्चुएटर्स और सेंसर के निर्माण में पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव तकनीक का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। ट्रांसड्यूसर में पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव के अनुप्रयोग का एक विशिष्ट उदाहरण विद्युत सिग्नल समय विलंब का अनुप्रयोग है। अतीत में, ट्रांसमिशन लाइन द्वारा निर्मित देरी लाइन की मात्रा बड़ी होती है, और ट्रांसमिशन के दौरान सिग्नल हानि बड़ी होती है। पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर एक ठोस माध्यम पर ट्रांसमिटिंग ट्रांसड्यूसर और प्राप्त करने वाले ट्रांसड्यूसर से जुड़ा होता है, और विद्युत संकेत व्युत्क्रम पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव के माध्यम से प्रसारित होता है। सिग्नल को ध्वनिक सिग्नल में परिवर्तित किया जाता है और एक ठोस माध्यम में प्रसारित किया जाता है। कुछ समय के बाद, ध्वनिक सिग्नल को सकारात्मक पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव के माध्यम से प्राप्त ट्रांसड्यूसर द्वारा विद्युत सिग्नल में परिवर्तित किया जाता है, और सिग्नल विलंब कार्य पूरा हो जाता है। चूंकि एक ठोस माध्यम में ध्वनि तरंगों का वेग विद्युत चुम्बकीय तरंग की तुलना में परिमाण के पांच क्रम धीमा होता है, इसलिए सिग्नल विलंब केवल एक छोटे ठोस माध्यम से ही प्राप्त किया जा सकता है। पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर द्वारा बनाई गई देरी लाइन में छोटी मात्रा, हल्के वजन, स्थिर प्रदर्शन और इसी तरह की विशेषताएं हैं, और निर्माण करना अपेक्षाकृत आसान है। व्युत्क्रम पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव का उपयोग करके विभिन्न एक्चुएटर्स बनाए जा सकते हैं। पीजोइलेक्ट्रिक एक्चुएटर्स को विभिन्न ड्राइविंग विधियों के अनुसार कठोर विस्थापन ड्राइवरों और अनुनाद विस्थापन ड्राइवरों में विभाजित किया जा सकता है। पीजोइलेक्ट्रिक एक्चुएटर्स को ट्रांसमिशन तंत्र की आवश्यकता नहीं होती है और उच्च विस्थापन नियंत्रण सटीकता प्राप्त होती है। इसी समय, प्रतिक्रिया की गति तेज है, कोई यांत्रिक एनास्टोमोसिस अंतर नहीं है, वोल्टेज अनुवर्ती विस्थापन नियंत्रण का एहसास किया जा सकता है, और बिजली की खपत कम होने पर बिजली उत्पादन बड़ा है। चीन ने पीजोइलेक्ट्रिक अल्ट्रासोनिक मोटर, माइक्रो-रोबोट और छोटे ग्रिपर जैसे इस क्षेत्र में उत्कृष्ट परिणाम हासिल किए हैं। पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव का उपयोग करके विभिन्न सेंसर बनाए जा सकते हैं, जैसे पीजोइलेक्ट्रिक दबाव सेंसर, अल्ट्रासोनिक सेंसर और पीजोइलेक्ट्रिक त्वरण सेंसर। 

पीजोइलेक्ट्रिक एक्सेलेरोमीटर की विशेषता उनकी सरल संरचना, छोटे आकार, हल्के वजन और लंबी सेवा जीवन है। इनका व्यापक रूप से विमान, ऑटोमोबाइल, जहाजों, पुलों और इमारतों, विशेष रूप से विमानन के कंपन और झटके को मापने में उपयोग किया गया है और एयरोस्पेस के क्षेत्र में इसकी विशेष स्थिति है। पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर का उपयोग आंतरिक दहन दबाव और वैक्यूम को मापने के लिए भी किया जा सकता है, और इसका उपयोग सैन्य उद्योग और बायोमेडिकल माप में किया जाता है। इसके अलावा, पीजोइलेक्ट्रिक मापने की तकनीक का उपयोग विभिन्न माप उपकरणों जैसे कि पीजोइलेक्ट्रिक जाइरो और पीजोइलेक्ट्रिक फ्लोमीटर के साथ-साथ विभेदक, पीजोइलेक्ट्रिक ऑसिलेटर, ट्रांसफार्मर, फिल्टर आदि बनाने के लिए भी किया जा सकता है, जो उत्पादन, जीवन, वैज्ञानिक अनुसंधान और राष्ट्रीय रक्षा में उत्पादित होते हैं।

अपने अनूठे फायदे, पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रभाव के साथ HIFU सिरेमिक ट्रांसड्यूसर तकनीक का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। आज की बढ़ती ऊर्जा मांग में इस पेपर में, पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री को चार पहलुओं से पेश किया गया है: पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल, PbTiO3 पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री, पीजोइलेक्ट्रिकसेरेमिक और उच्च बहुलक मिश्रित। ट्रांसड्यूसर, एक्चुएटर्स और सेंसर में इस तकनीक का अनुप्रयोग दिया गया है। मेरा मानना ​​है कि पीजोइलेक्ट्रिक प्रौद्योगिकी का विकास हमारे लिए बेहतर कल लाएगा। निर्माण की गुणवत्ता सुनिश्चित करना, और निर्माण प्रक्रिया के दौरान सुरक्षा दुर्घटनाओं की घटना को कम करना। निर्माण प्रक्रिया में नई प्रौद्योगिकियों की शुरूआत से न केवल निर्माण गुणवत्ता में सुधार हो सकता है, बल्कि निर्माण प्रक्रिया की सुरक्षा में भी सुधार हो सकता है, जैसे कि लाइव ऑनलाइन परीक्षण उपकरण प्रौद्योगिकी का उपयोग।

4) निर्माण उपकरणों के रखरखाव को मजबूत करना।
विद्युत ऊर्जा निर्माण उपकरण के दीर्घकालिक उपयोग में, यह औद्योगिक प्रदूषण और पर्यावरण प्रदूषण से प्रभावित होगा। इन प्रभावों को कम करने के लिए निर्माण से पहले तदनुसार तैयारी करना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, निर्माण से पहले इंसुलेटेड तारों का जंग-पूर्व उपचार, या मजबूत प्रदूषण-विरोधी क्षमता वाले इंसुलेटर का चयन, और उपकरणों का नियमित रखरखाव और रख-रखाव।