Ce înseamnă ceramică piezoelectrică?

Ceramica piezoelectrică este un material ceramic pzt funcțional care poate transforma energia mecanică și energia electrică. Așa-numitul efect piezoelectric se referă la efectul piezoelectric pozitiv conform căruia, atunci când unele medii sunt sub presiune mecanică, chiar dacă presiunea este la fel de mică ca vibrația undei sonore, acesta va produce modificări ale formei, cum ar fi compresia sau alungirea, ceea ce va face ca suprafața suportului să fie încărcată. Dimpotrivă, atunci când se aplică un câmp electric excitant, mediul va produce o deformare mecanică, care se numește efect piezoelectric invers.                   

       În 1880, frații francezi Curie au descoperit „efectul piezoelectric”. În 1942, primul material ceramic piezoelectric, titanatul de bariu, a fost fabricat în Statele Unite, fosta Uniune Sovietică și Japonia. În 1947, s-a născut primul dispozitiv ceramic piezoelectric cu titanat de bariu. La începutul anilor 1950, un alt material ceramic piezoelectric, titanatul de zirconat de plumb, cu performanțe mult mai bune decât titanatul de bariu, a fost dezvoltat cu succes. De atunci, dezvoltarea ceramicii piezoelectrice a intrat într-o nouă etapă. Din anii 1960 până în anii 1970, ceramica piezoelectrică a fost îmbunătățită și a devenit din ce în ce mai perfectă. De exemplu, ceramica piezoelectrică binară cu zirconat de plumb, îmbunătățită prin multe elemente piezo, au apărut și ceramica piezoelectrică ternară și cuaternară pe bază de titanat de zirconat de plumb. Aceste materiale PZT au proprietăți excelente, fabricație simplă, cost redus și aplicare largă.                           
Aprindetorul piezoelectric, sursa mobilă de alimentare cu raze X și dispozitivul de detonare a carcasei pot fi fabricate utilizând caracteristicile ceramicii piezoelectrice pentru a converti forța externă în energie electrică. Folosind două coloane ceramice piezoelectrice cu diametrul de 3 mm și înălțimea de 5 mm în loc de silex obișnuit, se poate realiza o brichetă electronică cu gaz care se poate aprinde continuu de zeci de mii de ori. Folosirea ceramicii piezoelectrice pentru a transforma energia electrică în vibrații ultrasonice poate fi folosită pentru a explora poziția și forma peștilor subacvatici, pentru a efectua teste nedistructive ale metalelor, curățare cu ultrasunete și tratament medical cu ultrasunete și, de asemenea, poate fi transformată în diverse tăietoare cu ultrasunete, dispozitive de sudură și fiare de lipit pentru a procesa plastic și chiar metal.                 

     Ceramica piezoelectrică este sensibilă la forțele externe, astfel încât poate chiar să simtă perturbarea aripilor insectelor zburătoare în aer la mai mult de zece metri distanță și să transforme vibrațiile mecanice extrem de slabe în semnale electrice. Cu această caracteristică, cristalul cu plăci piezoelectrice poate fi utilizat în sistemul sonar, detectarea meteorologică, protecția mediului prin telemetrie, aparatele electrocasnice și așa mai departe. În zilele noastre, ceramica piezoelectrică a fost aplicată de oamenii de știință în multe domenii, cum ar fi construcția de apărare națională, cercetarea științifică, producția industrială și viața oamenilor, și a devenit o persoană versatilă în era informațională.                  

 În domeniul aerospațial, giroscopul piezoelectric din ceramică piezoelectrică este „cârma” navelor spațiale și satelitului artificial care zboară în spațiu. Numai cu ajutorul „cârmei”, nave spațiale și satelit artificial îi putem garanta poziția și cursul fix. Giroscopul mecanic tradițional, cu durată scurtă de viață, precizie slabă și sensibilitate scăzută, nu poate îndeplini cerințele navelor spațiale și ale sistemului de satelit. Tubul cilindric piezoceramic cu dimensiuni mici are sensibilitate și fiabilitate ridicate. Submarinele care se scufundă în adâncurile mării sunt echipate cu sisteme sonare numite cercetători subacvatici. Este un echipament indispensabil pentru navigația subacvatică, comunicațiile subacvatice, recunoașterea navelor inamice, curățarea minelor inamice și, de asemenea, un instrument puternic pentru dezvoltarea resurselor marine. Poate detecta grupuri de pești, poate explora topografia fundului mării etc. În acest sistem sonar, traductor acustic subacvatic piezoelectric ceramic. Când semnalul acustic emis de traductorul acustic subacvatic atinge o țintă, acesta va produce un semnal de reflexie, care este recepționat de un alt traductor acustic subacvatic receptor, astfel încât ținta este găsită. În prezent, ceramica piezoelectrică este unul dintre cele mai bune materiale pentru realizarea traductoarelor acustice subacvatice.               

 În medicină, medicii pun traductorul cu disc piezoelectric cu ultrasunete pe partea de examinare a corpului uman, trimițând unde ultrasonice după ce a fost electrificat și îl trimit către țesutul corpului uman pentru a genera eco, apoi primesc ecoul și îl afișează pe ecranul fluorescent, astfel încât medicii să poată înțelege starea internă a corpului uman. În industrie, în detectorul geologic există elemente ceramice piezoelectrice, care pot fi folosite pentru a aprecia condițiile geologice ale straturilor și pentru a afla zăcămintele minerale subterane. În plus, transformatorul ceramic, transformatorul din televizor, este mai mic ca dimensiuni și mai ușor ca greutate, cu o eficiență de 60% - 80%. Poate rezista la tensiunea înaltă de 30000 de volți, poate menține tensiunea stabilă și poate elimina complet defectele de estompare și deformare a imaginii TV. În prezent, majoritatea televizoarelor produse în țări străine folosesc transformatoare ceramice piezoelectrice. Un tub de imagine de 15 inchi cu un transformator ceramic piezoelectric de 75 mm este suficient. Acest lucru face televizorul mai mic și mai ușor.                     
 Ceramica piezoelectrică este, de asemenea, utilizată pe scară largă în viața de zi cu zi. Bricheta electronica cu gaz din silex obisnuit este inlocuita cu doua coloane ceramice piezoelectrice cu diametrul de 3 mm si inaltimea de 5 mm. Poate fi aprins de zeci de mii de ori continuu. Pistolul cu aprindere electronică realizat după același principiu este un instrument excelent pentru aprinderea aragazului cu gaz. Există, de asemenea, un fel de jucărie pentru copii din componente ceramice piezoelectrice, cum ar fi un buzzer din ceramică piezoelectrică instalat în burta unui cățeluș de jucărie, care va scoate un sunet real și interesant.                   
 

Odată cu dezvoltarea tehnologiei înalte, ceramica piezoelectrică va fi folosită din ce în ce mai pe scară largă. Pe lângă faptul că este folosit în domeniul high-tech, este mai mult despre servirea oamenilor în viața de zi cu zi și crearea unei vieți mai bune pentru oameni.