超音波圧電セラミックシートの圧電効果の原理は、圧電材料に圧力を加えると電位差が発生し(正圧電効果といいます)、電圧を加えると機械的応力が発生します(逆圧電効果といいます)。 圧電セラミック素子リング )。圧力が高周波振動であれば高周波電流が発生します。高周波の電気信号が圧電セラミックに印加されると、通常超音波信号と呼ばれる高周波の音響信号(機械振動)が発生します。つまり、圧電セラミックスは、機械エネルギーと電気エネルギーの変換・逆変換の機能を持っています。この相互関係は非常に興味深いです。
圧電セラミックスの結晶と、 超音波圧電セラミック素子。圧電性結晶とは通常圧電性単結晶を指し、圧電セラミックスとは通常圧電性多結晶を指します。圧電セラミックスは、原料に必要な成分を混合し、高温で成形・焼結して得られる多結晶体や、粒子間の固相反応・焼結により得られる不定形の微粒子です。圧電特性を備えた圧電セラミック プレートは圧電セラミックと呼ばれ、実際には強誘電性圧電セラミックです。この圧電セラミックの粒子には強誘電体ドメインがあります。強誘電体ドメインは、反平行の自発分極方向を持つ 180 個のドメインと垂直な自発分極方向を持つ 90 個のドメインで構成されます。人工分極(強化直流電界の印加)条件下では、これらのドメインは外部電界の方向に完全に整列し、外部電界が除去された後も分極強度が維持されるため、巨視的な圧電特性を示します。例えば、チタン酸バリウムBt、チタン酸ジルコン酸鉛PZT、変性チタン酸ジルコン酸鉛、メタニオブ酸鉛、ニオブ酸リチウム鉛バリウムPbln、変性チタン酸鉛pt等が挙げられる。この PZT 材料の開発の成功により、音響超音波トランスデューサーや圧電センサーなどのさまざまな圧電デバイスの性能の向上と向上が促進されました。
超音波圧電セラミックシートの圧電効果は、一部の圧電単結晶材料の構造が非対称な特性を持っていることを意味します。これらのPZT材料に応力や歪みが加わると、内部の格子構造が変化(変形)し、本来の電気的中性が損なわれてしまいます。巨視的な状態では分極した電場(分極)が発生し、発生する電場(分極強度)は歪みの大きさに比例します。この現象は正の圧電効果と呼ばれ、1880 年にキュリー兄弟によって発見されました。その後、1881 年に、この単結晶材料が逆圧電効果も持つことがさらに発見されました。正の圧電効果を持つ材料が外部電場にさらされると、応力と歪みが生成され、その歪みは外部電場の大きさに比例します。圧電効果は結晶構造の非対称性に関連する結晶構造の特徴であり、圧電効果の大きさと性質は結晶軸に対して加えられる応力または電場の方向に関連します。 PZT単体でも各種取り揃えております 高出力圧電セラミック結晶材料。 天然水晶(SiO 2 )結晶や硫酸リチウム(Li 2 SO 4 )、ニオブ酸リチウム(LiNbO 3 )などの人工単結晶材料など、圧電効果を備えた