圧電セラミック材料と圧電効果
ビュー: 3 著者: サイト編集者 公開時間: 2018-11-10 起源: サイト
お問い合わせ
圧電セラミックス は新しいタイプの機能性セラミックス材料です。機械エネルギーを電気エネルギーに変換するセラミック材料の一種です。この特徴を利用して、工業生産において重要な役割を担う高精度の機器を製造することができます。重要なテーマは、機能性セラミックスの重要な応用です。 1880 年、キュリー兄弟は単結晶に対する圧電効果を初めて発見しました。 1940 年以前は、強誘電体には 2 種類あることが知られていました。静止塩と圧電性のリン酸二水素カリウムです。 1940 年以降、BaTiO3 は強い圧電効果を持つ強誘電体であることが判明しました。これは圧電材料の開発における飛躍です。 1950 年以降、非常に強力で安定した圧電効果を有する圧電 PZT システムが発見され、実用化に大きな進歩をもたらしました。 1970 年以降、二元系 PZT 圧電セラミックスが登場 さまざまな添加剤を使用した圧電シリンダーチューブトランスデューサーは 優れた特性を備えており、フィルター、トランスデューサー、変圧器などの製造に使用されています。エレクトロニクス産業の発展に伴い、圧電材料およびデバイスに対する要求はますます高まっています。二元系の PZT は使用要件を満たすことができないため、三元系、四元系、さらには 5 元系の圧電体の研究開発が材料よりも優れています。
圧電効果について、圧電効果の根本原因 ピエゾ チューブ ピエゾセラミック トランスデューサは 、結晶内のイオン電荷の変位です。歪みがない場合、電荷は格子位置に対称的に分布するため、内部電場はゼロになります。しかし、結晶に応力が加わると電荷が移動します。電荷分布が対称でない場合、正味の分極が発生し、圧電効果である電場が生成されます。圧電セラミックスは、DC 高電圧によって分極された後に圧電効果を示す強誘電性セラミック材料です。結晶が機械的な力を受けると、表面に束縛電荷が生成され、その電荷密度は加えられた外力の大きさに比例します。機械的効果から電気的効果に変換するこのプロセスは、正の圧電効果 (力→変形→電圧) と呼ばれます。結晶は外部電場によって変形し、両者の間には直線関係があります。電気的効果から機械的効果に変換するプロセスは、逆圧電効果(電圧→変形)と呼ばれます。圧電材料の 圧電セラミックバイモルフは 、機械的変形または電場による機械的変形により電場を生成する可能性があります。この固有の機械的 - 電気的結合効果により、圧電材料は工学分野で広く使用されています。たとえば、圧電材料はインテリジェントな構造を作成するために使用されています。このような構造は、自己サポート機能に加えて、自己診断機能、適応機能、および自己修復機能を備えています。