圧電セラミックスの原理とドメインの形成

圧電現象と圧電効果とは、 電子トランスデューサーの圧電セラミック 柱は、電極表面に垂直に圧力を加え、変形を引き起こし、高電圧放電も発生させます。可聴交流電圧信号が圧電ブザー電極に印加されると、変形が発生し、可聴音も発生します。これらの同様の現象をまとめると、正と負の圧電効果という概念が得られます。つまり、力の変形による圧電セラミックスの効果を正の圧電効果と呼びます。電圧を印加することによって圧電セラミックスが変形する効果を逆圧電効果といいます。

圧電セラミックスの圧電ドメインの形成：

圧電磁器において自発分極が均一な領域をドメイン（または強誘電体ドメイン）と呼ぶ。以下は、ペロブスカイト構造を立方晶相から正方晶相に変化させてドメインの形成を説明する例です。

1 c 軸方向は自発分極の方向を決定します
。 圧電セラミック振動子は 立方晶相から正方晶相に変化しますが、いずれかの軸が正方晶相の c 軸になる場合があります。自発分極はｃ軸に平行であるため、各単位胞の自発分極の向きは異なっていてもよい。しかし、これはエネルギーが最低の状態ではありません。

2 最小エネルギーの原理はドメイン構造を決定します。最小エネルギーの原理を満たすためには、正方晶相粒子がドメイン構造を形成する必要があり、格子整合には単位格子の配向が自発分極する必要があります。セルの最小エネルギー存在原理には、自発分極の方向が一致しないセルのマッチングが必要です。

3.相構造は磁壁の種類を決定します
。 圧電セラミックスセルは 正方晶系であり、自発分極の方向は元の反応立方晶相の 3 つの結晶軸のうちの 1 つにのみ平行であることができるため、隣接する 2 つのドメインの自発分極の方向は 90° または 180° しかありえません。対応するドメインの境界面は、それぞれ 90° ドメイン壁および 180° ドメイン壁と呼ばれます。