Applicazione generale dei materiali ceramici piezoelettrici

L'applicazione di I materiali PZT piezoceramici coprono molti campi della vita quotidiana nella società odierna, le persone possono essere coinvolte nell'applicazione di materiali piezoelettrici quasi ogni giorno. Le ceramiche piezoelettriche vengono utilizzate per l'accensione di sigarette, stufe a gas, scaldabagni, motori di automobili, ecc.; orologi elettronici, porte ad attivazione vocale, allarmi, giocattoli per bambini, telefoni utilizzano anche risonatori e cicalini piezoelettrici. Per la gestione degli edifici industriali e dei luoghi sicuri e riservati, nonché per la ricognizione e l'individuazione di crimini, verranno utilizzati sensori piezoelettrici in grado di verificare la scrittura e le caratteristiche sonore di ciascuna persona; i filtri elettrici piezoelettrici e i filtri SAW piezoelettrici devono essere utilizzati per i prodotti elettrici domestici come i televisori. Trasformatori piezoelettrici, ventilatori piezoelettrici,microfoni piezoelettrici e altoparlanti piezoelettrici per registratori; i motori piezoelettrici sono utilizzati per fotocamere e videoregistratori, ecc. I dispositivi piezoelettrici sono ampiamente utilizzati non solo nei prodotti industriali e civili, ma anche nelle applicazioni militari. Un gran numero di filtri ceramici piezoelettrici e filtri SAW piezoelettrici sono necessari per radar, comunicazioni militari e apparecchiature di navigazione. Il materiale ceramico piezoelettrico può essere applicato anche all'identificazione di difetti strutturali, al controllo delle vibrazioni strutturali flessibili e ai test immunologici medici, agli impianti cocleari e così via.

I sensori a cristalli piezoelettrici sono una classe di dielettrici con proprietà fisiche piezoelettriche e sono realizzati in elementi di conversione ampiamente utilizzati nei sensori piezoelettrici. L'effetto piezoelettrico si manifesta dal fatto che quando alcuni dielettrici vengono deformati da forze esterne in una certa direzione, al loro interno avviene la polarizzazione e sulle due superfici opposte del dielettrico compaiono cariche opposte positive e negative. Quando cambia la direzione, cambia anche la polarità della carica e la quantità di carica generata dalla forza è proporzionale all'entità della forza esterna. Quando la forza esterna del sensore piezoceramico viene rimossa, tornerà allo stato scarico. Questo fenomeno è chiamato effetto piezoelettrico positivo; al contrario, quando viene applicato un campo elettrico alternato nella direzione di polarizzazione del dielettrico, anche questi dielettrici subiscono una deformazione meccanica, ed il campo elettrico viene eliminato. Successivamente la deformazione meccanica del dielettrico scompare. Questo fenomeno è chiamato effetto piezoelettrico inverso. L'effetto piezoelettrico positivo è la conversione dell'energia meccanica in energia elettrica, mentre l'effetto piezoelettrico inverso è la conversione dell'energia elettrica in energia meccanica.