Analyseer de kenmerken van piëzo-elektrische keramische kristallen door middel van experimenten

In 1880 ontdekten de gebroeders Curie voor het eerst het piëzo-elektrische effect op een kwartskristal. Het weerspiegelt de onderlinge koppeling tussen de elastische en diëlektrische eigenschappen van piëzo-elektrische kristallen. Wanneer piëzo-elektrische keramische kristallen worden vervormd door externe krachten, genereren ze verschillende hoeveelheden lading op de overeenkomstige oppervlakken. Dit fenomeen zonder elektrisch veldeffect wordt simpelweg vanwege vervorming een positief piëzo-elektrisch effect genoemd.

Wanneer een elektrisch veld van hoge focus piëzo-kom wordt toegepast op een piëzo-elektrisch kristal, het is niet alleen polarisatie, maar ook vervorming. Deze vervorming veroorzaakt door een elektrisch veld wordt het omgekeerde piëzo-elektrische effect genoemd. Het omgekeerde piëzo-elektrische effect wordt veroorzaakt door de spanning die in het kristal wordt gegenereerd wanneer het piëzo-elektrische kristal wordt blootgesteld aan een elektrisch veld. Deze spanning wordt piëzo-elektrische spanning genoemd. Als gevolg hiervan wordt piëzo-elektrische spanning gegenereerd. Experimenten tonen aan dat alle piëzokristallen met een positief piëzo-elektrisch effect ook een anti-piëzo-elektrisch effect moeten hebben, en dat de twee één-op-één corresponderen.

Elk medium in het elektrische veld zal het medium vervormen als gevolg van geïnduceerde polarisatie. Deze vervorming verschilt van die veroorzaakt door het omgekeerde piëzo-elektrische effect HIFU keramische piëzo-elektrische transducer . Diëlektrica kunnen elastische vervorming veroorzaken onder invloed van externe krachten, of vervorming onder de polarisatie van externe elektrische velden. De vervorming veroorzaakt door geïnduceerde polarisatie is evenredig met het kwadraat van het externe elektrische veld, het elektrostrictieve effect. De vervorming die het veroorzaakt is onafhankelijk van de richting van het externe elektrische veld. De vervorming veroorzaakt door het omgekeerde piëzo-elektrische effect is evenredig met het externe elektrische veld, en de vervorming zal veranderen wanneer het elektrische veld wordt omgekeerd (de oorspronkelijke verlenging kan bijvoorbeeld worden ingekort of de oorspronkelijke verkorting kan worden verlengd).

Bovendien, of het nu een niet-piëzo-elektrisch kristal of een piëzo-elektrisch kristal is, het elektrostrictieve effect bestaat in alle diëlektrica; het elektrostrictieve effect van diëlektrische piëzo-keramische kristallen met verschillende structuren is echter anders. Het anti-piëzo-elektrische effect bestaat alleen in piëzo-elektrische schijftransducers . Kristallen die piëzo-elektrische effecten kunnen genereren, worden piëzo-elektrische kristallen genoemd. Eén type piëzo-elektrisch kristal is een enkel kristal, zoals kwarts (SiO 2), kaliumnatriumtartraat (ook bekend als verlieszout, nakc 4h4 o 6 x H2O), bismutgermanaat (bi 12 geo 20) en dergelijke. Een ander type piëzo-elektrisch kristal wordt piëzo-elektrisch keramiek genoemd, zoals bariumtitanaat (batei O3), loodzirkonaattitanaat (Pb (zrxtirx) O3, code PZT), loodzirkonaattitanaat niobiummagnesium (Pb toegevoegd PZT Pb (mg1 / 3n B2 / 3) O3, code PCM), loodantimoon mangaanzirkonaattitanaat (Pb toegevoegd Pit-code PMS)