पीज़ोइलेक्ट्रिक सामग्री और संरचना क्या है?

पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव और व्युत्क्रम पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव वाली एक विशेष ढांकता हुआ सामग्री है। पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव 1880 में फ्रांसीसी पी. क्यूरी और जे. क्यूरी बंधुओं द्वारा खोजे गए कुछ पीजो क्रिस्टल की विशेषता है। जब एक पीजोइलेक्ट्रिक बल अपनी पीजोइलेक्ट्रिक दिशा पर एक यांत्रिक बल (या दबाव छोड़ता है) लगाता है, तो पीजोइलेक्ट्रिक शरीर एक चार्ज और डिस्चार्ज घटना उत्पन्न करेगा। इस घटना को सकारात्मक पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव कहा जाता है। एक विद्युत क्षेत्र जो ध्रुवीकरण की दिशा के समान (या विपरीत) होता है, दो प्रभावों का कारण बनता है: एक उलटा पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव और एक इलेक्ट्रोस्ट्रिक्टिव प्रभाव। व्युत्क्रम पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रभाव, यानी ढांकता हुआ एक बाहरी विद्युत क्षेत्र द्वारा यांत्रिक रूप से विकृत होता है, और तनाव का परिमाण लागू विद्युत क्षेत्र के परिमाण के समानुपाती होता है, और दिशा विद्युत क्षेत्र की दिशा से संबंधित होती है। इलेक्ट्रोस्ट्रिक्टिव प्रभाव, यानी ढांकता हुआ क्षेत्र Pzt सामग्री पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक प्रेरित ध्रुवीकरण के कारण तनाव उत्पन्न करते हैं, और तनाव का परिमाण विद्युत क्षेत्र के वर्ग के समानुपाती होता है, जो विद्युत क्षेत्र की दिशा से स्वतंत्र होता है। व्युत्क्रम पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव और इलेक्ट्रोस्ट्रिक्टिव प्रभाव अनिवार्य रूप से बाहरी विद्युत क्षेत्र की कार्रवाई के तहत ढांकता हुआ क्रिस्टल के ध्रुवीकरण का परिणाम है, और जाली विकृत हो जाती है, और मैक्रोस्कोपिक रूप से यांत्रिक तनाव के रूप में प्रकट होती है।

पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक हैं जो सामग्री को मिलाकर, उच्च तापमान पर सिंटरिंग करके और कणों के बीच एक ठोस चरण प्रतिक्रिया के बाद पीजोइलेक्ट्रिक असेंबली द्वारा प्राप्त किए जाते हैं। पीजेडटी सामग्री का उपयोग सेंसिंग तत्व और ड्राइविंग तत्व दोनों के रूप में किया जा सकता है, और एक समग्र सामग्री बनाने के लिए अन्य सामग्रियों के साथ एम्बेड किया जा सकता है। इसलिए, इसके अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है, जैसे विमान पंखों पर विमान संचालन, और कंपन प्रणालियों में। उपकरणों में संरचनात्मक स्वास्थ्य निगरानी के लिए कंपन और शोर का सक्रिय नियंत्रण।

2 पीजेडटी संरचना

आधुनिक संरचनात्मक गतिशीलता सिद्धांत के अनुसार, जब उपकरण और संरचनाओं में क्षति और दोष होते हैं, जैसे दरारें, ढीले बोल्ट इत्यादि, तो इसकी कठोरता और यांत्रिक प्रतिबाधा विशेषताएं बदल जाएंगी, जिससे संरचना की प्राकृतिक आवृत्ति और मोड में भी बदलाव आएगा। इसलिए, यांत्रिक प्रतिबाधा में परिवर्तन के आधार पर क्षति की डिग्री मात्रात्मक रूप से दी जा सकती है। हालाँकि, यांत्रिक गतिशील प्रतिबाधा आवृत्ति के साथ बदलती रहती है और पारंपरिक तरीकों का उपयोग करके मापना मुश्किल है। पीजोइलेक्ट्रिक तत्व, पीजेडटी सामग्री की स्व-चालित और स्व-संवेदन विशेषताओं का उपयोग करना पीजो राउंड डिस्क एक साथ संरचना की गतिशील प्रतिक्रिया प्राप्त करने के लिए संरचना को उत्तेजित करने के लिए एक ड्राइविंग तत्व और एक संवेदन तत्व के रूप में कार्य कर सकती है, जिससे यांत्रिक विशेषताओं और विद्युत जानकारी, यांत्रिक गतिशील प्रतिबाधा जानकारी के बीच एक पुल स्थापित हो सकता है। परिवर्तनों को सरल मापी गई विद्युत जानकारी द्वारा प्रतिबिंबित किया जा सकता है। जब पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक शीट की सतह पर एक निश्चित बाहरी वोल्टेज लगाया जाता है, तो बीम की सतह पर एक पार्श्व सतह बल उत्पन्न होता है। ये सतह बल बीम को अलग-अलग कंपन उत्पन्न करने के लिए प्रेरित करेंगे (जब ऊपरी और निचले पीजेडटी को एक ही वोल्टेज के अधीन किया जाता है, तो बीम अनुदैर्ध्य रूप से कंपन करेगा; जब रिवर्स वोल्टेज लागू किया जाता है, तो बीम झुकने वाले कंपन के अधीन होगा)। बदले में, कंपन के कारण किरण ख़राब हो जाती है, और विरूपण विशेषताओं को पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक शीट की संवेदन विशेषताओं के माध्यम से विद्युत संकेतों के रूप में प्रतिबिंबित किया जा सकता है। इसलिए, संरचना पर चिपकाई गई पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक शीट की गतिशील प्रवेश विशेषताएं संरचना की क्षति की स्थिति को दर्शा सकती हैं। पीजोइलेक्ट्रिक युग्मन प्रभाव और पीजेडटी और संरचना के बीच बातचीत के अनुसार, आवृत्ति-निर्भर प्रवेश (प्रतिबाधा का पारस्परिक) प्राप्त किया जा सकता है। जब PZT के पैरामीटर और प्रदर्शन स्थिर रहते हैं, तो संरचनात्मक प्रतिबाधा विशिष्ट रूप से दूसरे पद का मान निर्धारित करती है। पीजोइलेक्ट्रिक सोडियम का कोई भी परिवर्तन संरचनात्मक क्षति और दोषों से मेल खाता है, ताकि संरचनात्मक क्षति को पीजोइलेक्ट्रिक सोडियम के मूल्य से पहचाना जा सके।

पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव और पीजोइलेक्ट्रिक तत्व के व्युत्क्रम पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव के कारण, पीजोइलेक्ट्रिक तत्व में ड्राइविंग और सेंसिंग के दोहरे कार्य होते हैं, और यह सुविधा संरचना की ऑन-लाइन और वास्तविक समय स्वास्थ्य निगरानी का एहसास कर सकती है।

PZT सामग्री का एक हिस्सा एक तार के माध्यम से उत्तेजना संकेत उत्पन्न करने वाले बिजली स्रोत से जुड़ा होता है, और वोल्टेज या चार्ज ड्राइविंग पावर स्रोत के माध्यम से PZT सामग्री पर एक उत्तेजना संकेत (वोल्टेज या चार्ज) लगाया जाता है, क्योंकि PZT सामग्री में उलटा पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव होता है, यानी, विद्युत क्षेत्र की कार्रवाई के तहत विरूपण होता है क्योंकि PZT सामग्री आधार सामग्री में एम्बेडेड (या चिपकी हुई) होती है, इसलिए इसका स्वयं का विरूपण आधार सामग्री में संचारित हो जाएगा, और आधार सामग्री विकृत हो जाएगी या एक साथ खिसक जाएगी। इस समय, PZT एक ड्राइवर के बराबर है, और उत्तेजना संकेत प्राप्त करके विरूपण उत्पन्न होता है। या आधार सामग्री को चलाने के लिए व्यायाम करें। उसी समय, कुछ PZT सामग्री को आधार सामग्री पर रखा जाता है और बिजली स्रोत से जुड़ा नहीं होता है, और जब आधार सामग्री विकृत या स्थानांतरित हो जाती है तो यह विकृति या गति PZT सामग्री में संचारित हो जाती है। पीजेडटी सामग्री के पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रभाव के कारण, चार्ज के अंदर एक चार्ज उत्पन्न होता है, और चार्ज का परिमाण विरूपण या गति के परिमाण के साथ बदलता रहता है। इस समय, PZT सामग्री एक सेंसर के बराबर है। फिर, पीजेडटी सेंसर के आउटपुट सिग्नल को मापने वाले उपकरण द्वारा मापा और एकत्र किया जाता है, और आधार सामग्री के विरूपण या आंदोलन को वास्तविक समय और ऑनलाइन में प्रतिबिंबित किया जा सकता है, जिससे संरचना की वास्तविक समय और ऑनलाइन स्वास्थ्य निगरानी का एहसास होता है।