Nieuws

Je bent hier: Thuis / Nieuws / Basisprincipes van piëzo-elektrische keramiek / piëzo-elektrisch effect en diëlektrisch effect van piëzo-elektrisch keramiek

piëzo-elektrisch effect en diëlektrisch effect van piëzo-elektrisch keramiek

Aantal keren bekeken: 13 Auteur: Site-editor Publicatietijd: 15-09-2018 Herkomst: Locatie

Informeer

Het piëzo-elektrische effect is dat wanneer sommige diëlektrica worden vervormd door een externe kracht in een bepaalde richting, polarisatie binnenin optreedt en positieve en negatieve tegengestelde ladingen verschijnen op de twee tegenoverliggende oppervlakken ervan. Wanneer de externe kracht wordt verwijderd, keert deze terug naar de ongeladen toestand. Dit fenomeen wordt het positieve piëzo-elektrische effect genoemd. Wanneer de richting van de kracht verandert, verandert ook de polariteit van de lading. Wanneer daarentegen een elektrisch veld wordt aangelegd in de polarisatierichting van het diëlektricum, worden deze diëlektrica ook vervormd, en verdwijnt de vervorming van het diëlektricum nadat het elektrische veld is verwijderd. Dit fenomeen wordt een omgekeerd piëzo-elektrisch effect of elektrostrictie genoemd. Eén type sensor dat is ontwikkeld op basis van het diëlektrische piëzo-elektrische effect, wordt a genoemd piëzo-elektrische kristallensensor.

Elk medium in het elektrische veld zal vervorming van het medium veroorzaken als gevolg van het effect van geïnduceerde polarisatie, en deze vervorming verschilt van de vervorming veroorzaakt door het omgekeerde piëzo-elektrische effect. Het diëlektricum kan elastisch worden vervormd door een externe kracht, piëzo-elektrische keramische klopsensor kan worden vervormd door de polarisatie van het externe elektrische veld. De vervorming als gevolg van de geïnduceerde polarisatie is evenredig met het kwadraat van het externe elektrische veld, wat een elektrostrictief effect is. 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 wanneer het elektrische veld wordt omgekeerd, verandert de vervorming ook (de oorspronkelijke verlenging kan bijvoorbeeld worden ingekort, of de oorspronkelijke verkorting kan worden gewijzigd in verlenging). Bovendien is het elektrostrictieve effect aanwezig in alle diëlektrica, of het nu niet-piëzo-elektrisch of piëzo-elektrisch is, het heeft alleen de elektrostrictieve effecten van diëlektrische kristallen met verschillende structuren. Het omgekeerde piëzo-elektrische effect wordt alleen aangetroffen in piëzo-elektrische keramische kristallen.

A PZT-materiaal piëzo-keramisch kristal dat een piëzo-elektrisch effect produceert, wordt een piëzo-elektrisch kristal genoemd. Eén type piëzo-elektrisch kristal is een enkel kristal, zoals kwarts (SiO2), natriumkaliumtartraat (ook bekend als Loser-zout, NaKC4H4O6.H2O), bismutruthenaat (Bi12GeO20). Een ander type piëzo-elektrisch kristal wordt gebruikt op piëzo-elektrische keramiek, zoals bariumtitanaat (BaTiO3), loodzirkonaattitanaat Pb (ZrxTirx) O3, loodbismutmagnesiumzirkonaattitanaat gemaakt in Japan, toegevoegd aan PZT, bismutmangaan gemaakt in China. Loodzirkonaattitanaat Pb(Mn1/2Sb2/3)O3 werd aan PIT toegevoegd.

Diëlektricum is een isolator die kan worden geëlektroduceerd. Het gebruik van diëlektrica is vrij uitgebreid. De diëlektrische geleidbaarheid van piëzo-elektrisch keramisch element is zeer laag, gekoppeld aan de goede diëlektrische sterkte-eigenschappen, die kunnen worden gebruikt om elektrische isolatoren te maken. Bovendien kan het diëlektricum in hoge mate galvanisch worden afgezet en is het een uitstekend condensatormateriaal. De studie van diëlektrische eigenschappen omvat de opslag en dissipatie van elektrische en magnetische energie in het materiaal. Deze studie is van groot belang voor het verklaren van de verschillende fenomenen van de elektronica, de optica en de vastestoffysica. Diëlektrische eigenschappen verwijzen naar de eigenschappen van opslag en verlies van elektrostatische energie onder invloed van een elektrisch veld, meestal uitgedrukt in diëlektrische constante en diëlektrisch verlies. Wanneer hoogfrequente technologie wordt toegepast op materialen, zoals massief houten composietvloeren, zijn diëlektrische eigenschappen erg belangrijk wanneer hoogfrequent warmpersen wordt gebruikt. Wanneer het medium wordt voorzien van een elektrisch veld, wordt een geïnduceerde lading gegenereerd om het elektrische veld te verzwakken. De verhouding tussen het oorspronkelijk aangelegde elektrische veld (in vacuüm) en het elektrische veld in het uiteindelijke medium is de permittiviteit, ook wel de geïnduceerde stroomsnelheid genoemd.

Bij elektromagnetisme, wanneer een elektrisch veld van piëzo-elektrische knopschijven worden op een diëlektricum aangebracht, er wordt een elektrische dipool gegenereerd als gevolg van de relatieve verplaatsing van de positieve en negatieve ladingen in het diëlektricum. Dit fenomeen wordt elektrische polarisatie genoemd. Het aangelegde elektrische veld kan een extern elektrisch veld zijn of een elektrisch veld dat wordt gegenereerd door een vrije lading ingebed in het diëlektricum. De elektrische dipool die door de polarisatie wordt gegenereerd, wordt 'inductieve elektrische dipool' genoemd, en het elektrische dipoolmoment wordt het inductieve elektrische dipoolmoment genoemd. Piëzo-keramiek heeft het vermogen om elektrodes te vormen onder invloed van een elektrisch veld. Verdeeld in elektrische isolatie, condensatoren, piëzo-elektrische, pyro-elektrische en ferro-elektrische keramiek, afhankelijk van hun gebruik en prestaties.