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圧電効果とは何ですか
圧電効果とは、ある誘電体が外力により一定方向に変形すると、その内部で分極が起こり、その対向する両面にプラスとマイナスの電荷が現れます。外力を取り除くと非帯電状態に戻ります。この現象は正の圧電効果と呼ばれます。加えられる力の方向が変化すると、それに応じて電荷の極性も変化します。逆に、誘電体の分極方向に電界が印加されると、これらの誘電体も変形します。電界が除去されると、誘電体の変形は消えます。この現象を逆圧電効果といいます PZT素材ピエゾセラミック。誘電圧電効果に基づいて開発されたセンサーの一種は、圧電センサーと呼ばれます。
圧電効果の発見
1880 年、ピエール キュリーとジャック キュリーの兄弟は、トルマリンに圧電効果があることを発見しました。 1881 年に、彼らは実験によって逆圧電効果を検証し、順方向と逆方向の圧電定数を取得しました。 1984 年、ドイツの物理学者ヴォドマール・フォークト (ドイツ語: Woldemar Voigt) は、対称中心を持たない 20 中間点群の結晶のみが圧電効果を持つ可能性があると推測しました。
圧電効果応用の現状
ガスコンロはボタンを軽く押すとすぐに青い炎が立ち上がりました。何がこの便利さをもたらしたのか気づいたことがありますか?一見地味に見えるものを繋ぐ ピエゾディスクトランスデューサを ワイヤと電流計に接続し、手で押します。電流計の針もそれに合わせて振れますが、電流が流れるというのはおかしなことでしょうか？実は、これは圧電セラミックスであり、機械エネルギーと電気エネルギーを相互に変換できる機能性セラミック材料です。圧電セラミックスとはどのような材料ですか?圧電効果を持ったpzt材料です。いわゆる圧電効果とは、力の作用による一部のメディアの変形を指し、これによりメディアの表面が帯電します。これは正の圧電効果です。逆に、励起電場が印加されると、逆圧電効果と呼ばれる媒体は機械的に変形します。この素晴らしい効果は、エネルギー変換、センシング、駆動、周波数制御などの機能を実現するために、人々の生活に密接に関係する多くの分野の科学者によって応用されています。
圧電セラミックスは、非常に弱い機械振動を電気信号に変換できる敏感な特性を備えており、ソナーシステム、気象検知、テレメトリ環境保護、家庭用電化製品などに使用できます。地震は壊滅的な災害であり、地震の震源は地殻の深部で発生しました。以前は予測が難しく、人類は恥ずかしい状況に陥りました。
電界の作用下での圧電セラミックスの変形は非常に小さく、せいぜいそのサイズの 1,000 万分の 1 です。この小さな変化を過小評価しないでください。この原理を応用した精密制御機構がピエゾドライバーです。精密機器や機械の制御、マイクロエレクトロニクス技術、バイオエンジニアリングなどの分野はすべて良いニュースです。
共振器やフィルタなどの周波数制御デバイスは、通信機器の性能を決める重要なデバイスです。 この点において、圧電セラミックトランスデューサに は明らかな利点があります。優れた周波数安定性、高精度、広い適用周波数範囲を備え、小型、非吸湿性、長寿命です。特にマルチチャンネル通信機器においては、耐干渉性が向上するため、従来の電磁機器は正対できず、別の運命に直面することになります。
新しいタイプの自転車用ショックアブソーバーを見てみましょう。一般的なショックアブソーバーでは安定した効果を得ることが困難です。このACXショックアブソーバコントローラは、圧電材料を使用して連続可変ショックアブソーバ機能を初めて提供します。超音波センサーはインパクトピストンの動きを毎秒50回の速度で監視します。ピストンの動きが速い場合は、一般に、不整地での走行による急激な衝撃が原因です。このとき、最大の衝撃吸収機能を有効にする必要があります。ピストンの動きが遅い場合は、路面が平坦であることを示しており、より弱い衝撃吸収機能のみが必要です。圧電セラミックスは新しい素材でありながら、極めて民生的な材料であると言えます。それはハイテクノロジーで使用されていますが、それよりも人々の生活の中で注目を集め、より良い生活を生み出すためのものです。
