पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक सामग्री का मूल सिद्धांत

1.डोमेन:

आम तौर पर, फेरोइलेक्ट्रिक्स के सहज ध्रुवीकरण की दिशाएं अलग-अलग होती हैं, लेकिन एक छोटे से क्षेत्र में, संबंधित इकाई कोशिकाओं के सहज ध्रुवीकरण की दिशाएं समान होती हैं, और इस छोटे से क्षेत्र को फेरोइलेक्ट्रिक डोमेन कहा जाता है। दो डोमेन के बीच की सीमा दीवार को डोमेन दीवार कहा जाता है, और इसे दो डोमेन के सहज ध्रुवीकरण दिशाओं के अनुसार 90°डोमेन दीवार, 180°डोमेन दीवार और इसी तरह विभाजित किया जा सकता है। डोमेन वॉल आमतौर पर के पास स्थित होती है पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक क्रिस्टल दोष, और दोष क्षेत्र में आंतरिक तनाव के कारण डोमेन दीवार आसानी से स्थानांतरित नहीं होती है। आसन्न डोमेन का अभिविन्यास आम तौर पर 'एंड-टू-टेल' होता है, और ऊर्जा की कमी को सुविधाजनक बनाने के लिए तनाव क्षेत्र की कार्रवाई के तहत 'हेड-टू-हेड, टेल-टू-टेल' का एक विशेष रूप दिखाई देगा। अवलोकन डोमेन एक रासायनिक नक़्क़ाशी विधि, एक ध्रुवीकरण माइक्रोस्कोप विधि या एक एक्स-रे स्थलाकृति विधि हो सकता है।

2.लौहविद्युत अवधारणा:

कुछ पीजो क्रिस्टल सहज ध्रुवीकरण गुण प्रदर्शित करते हैं। फेरोइलेक्ट्रिक्स में एक अंतर्निहित सहज ध्रुवीकरण विद्युत क्षण होता है; फेरोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल में, डोमेन संरचना आमतौर पर साथ होती है, और एक ही डोमेन में सहज ध्रुवीकरण विद्युत क्षण एक ही दिशा में होते हैं; जब अल्ट्रासोनिक ध्रुवीकृत पीजो ट्रांसड्यूसर क्रिस्टल काफी बड़ा होता है, तो इलेक्ट्रिक पीजो के विभिन्न डोमेन अलग-अलग झुकावों के कारण प्रत्येक को रद्द कर सकते हैं, ताकि मैक्रोस्कोपिक ध्रुवीकरण प्रकट न हो। विद्युत क्षण का सहज ध्रुवीकरण बाहरी विद्युत क्षेत्र की कार्रवाई के तहत दिशा बदल सकता है; वैकल्पिक बाह्य विद्युत क्षेत्र ई की कार्रवाई के तहत, फेरोइलेक्ट्रिक बॉडी के मैक्रोस्कोपिक ध्रुवीकरण तीव्रता पी और ई के बीच संबंध रिटर्न लाइन पर दिखाई देता है। फेरोइलेक्ट्रिक्स के ये गुण फेरोमैग्नेटिज्म से काफी मिलते-जुलते हैं, इसलिए इन्हें फेरोइलेक्ट्रिसिटी कहा जाता है। फेरोइलेक्ट्रिक बॉडी में, मैक्रोस्कोपिक ध्रुवीकरण तीव्रता पी = 0 आमतौर पर डोमेन संरचना के कारण होती है। जब बाहरी विद्युत क्षेत्र E बहुत छोटा होता है, तो p का E के साथ एक रैखिक संबंध होता है। जब E काफी बड़ा होता है, तो एक वक्र जिसमें p, E से पीछे रहता है, हिस्टैरिसीस लूप कहलाता है। एक निश्चित आयाम के एक मजबूत वैकल्पिक विद्युत क्षेत्र के बार-बार वैकल्पिक ध्रुवीकरण के बाद, हिस्टैरिसीस लूप का आकार काफी स्थिर होता है।

Ps विद्युत क्षेत्र के बिना एकल डोमेन का सहज ध्रुवीकरण है; पीआर अवशिष्ट ध्रुवीकरण है; Ec एक प्रबल विद्युत क्षेत्र है। जब बाहरी विद्युत क्षेत्र अध्रुवित नमूने पर कार्य करना शुरू करता है, तो नमूने पर अवशिष्ट ध्रुवीकरण पीआर उत्पन्न होता है। अवशिष्ट ध्रुवीकरण को शून्य तक कम करने के लिए, बलपूर्वक विद्युत क्षेत्र Ec को विपरीत दिशा में लागू किया जाना चाहिए। विपरीत दिशा में विद्युत क्षेत्र विपरीत दिशा में ध्रुवीकरण को बढ़ाता है, जिससे संपूर्ण हिस्टैरिसीस लूप बनता है। हर बार ध्रुवीकरण होने पर यह इस वक्र के साथ बदलता है। अलग पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक में अलग-अलग हिस्टैरिसीस लूप होते हैं। ध्रुवीकरण की प्रक्रिया एक बहुत ही जटिल प्रक्रिया है। जब ध्रुवीकरण होता है, तो न केवल एक उच्च विद्युत क्षेत्र की आवश्यकता होती है, बल्कि विभिन्न मोटाई के लिए अलग-अलग समय की आवश्यकता होती है, और उच्च तापमान पर इष्टतम ध्रुवीकरण प्रभाव प्राप्त किया जा सकता है। ध्रुवीकृत पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक सामग्री एक निश्चित उच्च तापमान पर ध्रुवीकरण प्रभाव खो देती है, और विभिन्न पीजोइलेक्ट्रिक सामग्रियों में अलग-अलग विफलता तापमान होते हैं। पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक सामग्री का चयन करते समय इस पर ध्यान दिया जाना चाहिए। पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक के ध्रुवीकरण गुण वह ज्ञान है जिसे पीजोइलेक्ट्रिक जियोफोन डिजाइनरों को मास्टर करना चाहिए। पीजोइलेक्ट्रिक पूर्व-ध्रुवीकरण और पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक सामग्रियों के ध्रुवीकरण के बाद के प्रदर्शन में अंतर बड़ा है।

3. पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव: