Apa yang dimaksud dengan keramik piezoelektrik?

Keramik piezoelektrik merupakan bahan keramik pzt yang berfungsi untuk mengubah energi mekanik dan energi listrik. Yang disebut efek piezoelektrik mengacu pada efek piezoelektrik positif, yaitu ketika suatu media berada di bawah tekanan mekanis, meskipun tekanannya sekecil getaran gelombang suara, akan menghasilkan perubahan bentuk seperti kompresi atau pemanjangan, yang akan menyebabkan permukaan media terisi. Sebaliknya, bila medan listrik rangsang diterapkan, medium akan menghasilkan deformasi mekanis yang disebut efek piezoelektrik terbalik.                   

       Pada tahun 1880, Curie bersaudara dari Perancis menemukan 'efek piezoelektrik'. Pada tahun 1942, bahan keramik piezoelektrik pertama, barium titanate, dibuat di Amerika Serikat, bekas Uni Soviet, dan Jepang. Pada tahun 1947, barium titanate pickup, perangkat keramik piezoelektrik pertama lahir. Pada awal 1950-an, bahan keramik piezoelektrik lainnya, timbal zirkonat titanat, dengan kinerja jauh lebih baik daripada barium titanat, berhasil dikembangkan. Sejak saat itu, perkembangan keramik piezoelektrik memasuki babak baru. Dari tahun 1960an hingga 1970an, keramik piezoelektrik telah diperbaiki dan menjadi semakin sempurna. Misalnya, keramik piezoelektrik biner timbal zirkonat titanat ditingkatkan dengan banyak elemen piezo, keramik piezoelektrik berbasis timbal zirkonat titanat dan kuaterner juga muncul. Bahan PZT ini mempunyai sifat yang sangat baik, pembuatan yang sederhana, biaya rendah dan penerapan yang luas.                           
Penyala piezoelektrik, catu daya sinar-X bergerak, dan perangkat peledak cangkang dapat diproduksi dengan menggunakan karakteristik keramik piezoelektrik untuk mengubah gaya eksternal menjadi energi listrik. Dengan menggunakan dua kolom keramik piezoelektrik dengan diameter 3 mm dan tinggi 5 mm sebagai pengganti batu api biasa, dapat dibuat pemantik gas elektronik yang dapat menyala terus menerus puluhan ribu kali. Penggunaan keramik piezoelektrik untuk mengubah energi listrik menjadi getaran ultrasonik dapat digunakan untuk mengeksplorasi posisi dan bentuk ikan bawah air, melakukan pengujian logam non-destruktif, pembersihan ultrasonik dan perawatan medis ultrasonik, dan juga dapat dibuat menjadi berbagai pemotong ultrasonik, alat las dan besi solder untuk mengolah plastik bahkan logam.                 

     Keramik piezoelektrik peka terhadap kekuatan eksternal, sehingga mereka bahkan dapat merasakan gangguan sayap serangga terbang ke udara lebih dari sepuluh meter, dan mengubah getaran mekanis yang sangat lemah menjadi sinyal listrik. Dengan karakteristik ini, kristal pelat piezoelektrik dapat digunakan dalam sistem sonar, deteksi meteorologi, perlindungan lingkungan telemetri, peralatan rumah tangga dan sebagainya. Saat ini, keramik piezoelektrik telah diterapkan oleh para ilmuwan di berbagai bidang, seperti konstruksi pertahanan negara, penelitian ilmiah, produksi industri dan kehidupan masyarakat, dan menjadi orang yang serbaguna di era informasi.                  

 Di bidang dirgantara, giroskop piezoelektrik yang terbuat dari keramik piezoelektrik merupakan 'kemudi' pesawat ruang angkasa dan satelit buatan yang terbang di luar angkasa. Hanya dengan menggunakan 'kemudi', pesawat ruang angkasa dan satelit buatan kita dapat menjamin posisi dan arahnya tetap. Giroskop mekanis tradisional, dengan umur pendek, akurasi buruk, dan sensitivitas rendah, tidak dapat memenuhi persyaratan pesawat ruang angkasa dan sistem satelit. Tabung silinder piezoceramic dengan ukuran kecil memiliki sensitivitas dan keandalan yang tinggi. Kapal selam yang menyelam ke laut dalam dilengkapi dengan sistem sonar yang disebut pengintai bawah air. Ini adalah peralatan yang sangat diperlukan untuk navigasi bawah air, komunikasi bawah air, pengintaian kapal musuh, membersihkan ranjau musuh, dan juga alat yang ampuh untuk pengembangan sumber daya laut. Dapat mendeteksi kelompok ikan, menjelajahi topografi dasar laut, dll. Dalam sistem sonar ini, transduser akustik bawah air keramik piezoelektrik. Ketika sinyal akustik yang dipancarkan oleh transduser akustik bawah air menyentuh suatu target, maka akan menghasilkan sinyal refleksi, yang diterima oleh transduser akustik bawah air penerima lainnya, sehingga target ditemukan. Saat ini, keramik piezoelektrik merupakan salah satu bahan terbaik untuk pembuatan transduser akustik bawah air.               

 Dalam dunia kedokteran, dokter memasang transduser cakram piezoelektrik ultrasonik pada bagian pemeriksaan tubuh manusia, mengirimkan gelombang ultrasonik setelah dialiri arus listrik, dan mengirimkannya ke jaringan tubuh manusia untuk menghasilkan gema, kemudian menerima gema tersebut dan menampilkannya pada layar fluoresen, sehingga dokter dapat memahami kondisi internal tubuh manusia. Dalam industri, terdapat elemen keramik piezoelektrik pada detektor geologi, yang dapat digunakan untuk menilai kondisi geologi strata dan mengetahui endapan mineral bawah tanah. Selain itu, trafo keramik, trafo pada perangkat TV, berukuran lebih kecil dan bobot lebih ringan, dengan efisiensi 60% - 80%. Dapat menahan tegangan tinggi 30.000 volt, menjaga tegangan tetap stabil, dan sepenuhnya menghilangkan cacat keburaman dan deformasi gambar TV. Saat ini, sebagian besar TV yang diproduksi di luar negeri menggunakan trafo keramik piezoelektrik. Tabung gambar 15 inci dengan trafo keramik piezoelektrik 75mm sudah cukup. Hal ini membuat TV lebih kecil dan ringan.                     
 Keramik piezoelektrik juga banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Pemantik gas elektronik yang terbuat dari batu api biasa digantikan oleh dua kolom keramik piezoelektrik dengan diameter 3 mm dan tinggi 5 mm. Itu bisa dinyalakan puluhan ribu kali terus menerus. Pistol pengapian elektronik, dibuat dengan prinsip yang sama, adalah alat yang sangat baik untuk menyalakan kompor gas. Ada pula jenis mainan anak yang terbuat dari komponen keramik piezoelektrik, seperti bel berbahan keramik piezoelektrik yang dipasang di dalam perut mainan anak anjing yang akan mengeluarkan suara yang nyata dan menarik.                   
 

Dengan berkembangnya teknologi tinggi, penggunaan keramik piezoelektrik akan semakin luas. Selain digunakan dalam bidang teknologi tinggi, ini lebih tentang melayani masyarakat dalam kehidupan sehari-hari dan menciptakan kehidupan yang lebih baik bagi masyarakat.