Pietsosähköistä keramiikkaaovat toiminnallisia materiaaleja, jotka voivat muuttaa mekaanisen energian sähköenergiaksi ja päinvastoin. Tämän ainutlaatuisen ominaisuuden ansiosta niitä käytetään laajasti antureissa, toimilaitteissa ja tarkkuusohjausjärjestelmissä.
Tietoja pietsosähköisestä efektistä
Pietsosähköisen keramiikan perusperiaate on pietsosähköinen efekti, joka toimii kahdella tavalla:
1. Suora pietsosähköinen vaikutus(Mekaaninen → Sähkö)
Kun painetta, voimaa tai tärinää kohdistetaan, sisäinen kiderakenne deformoituu ja synnyttää sähkövarauksen (jännitteen).
Tyypilliset sovellukset:
Anturit
Mikrofonit
Kaasunsytyttimet
2. Käänteinen pietsosähköinen vaikutus(Sähkö → Mekaaninen)
Kun jännitettä käytetään, materiaali laajenee tai supistuu hieman, mikä tuottaa tarkan mekaanisen liikkeen.
Tyypilliset sovellukset:
Tarkkuustoimilaitteet
Ultraäänimuuntimet
Mustesuihkutulostuspäät
Tavallinen materiaali: PZT (lyijysirkonaattititanaatti)
Yleisimmin käytetty pietsosähköinen keramiikka on PZT (lyijyzirkonaattititanaatti).
Se on edelleen alan standardi johtuen:
Korkea pietsosähköinen kerroin
Hyvä lämmönkestävyys (korkea Curie-lämpötila)
Luotettava ja tasainen suorituskyky
Joustava muotoilu ja käsittely
Kustannustehokkuus-
Pietsosähköisen keramiikan tärkeimmät sovellukset
Pietsosähköistä keramiikkaa käytetään monilla teollisuudenaloilla, erityisesti missä tarkkuus, nopeus ja kompakti koko ovat kriittisiä:
Sytytysjärjestelmät
Kaasusytyttimissä mekaaninen isku synnyttää välittömästi korkean jännitteen ja synnyttää kipinän polttoaineen sytyttämiseksi.
Summerit & Kaiuttimet
Pietsosähköiset levyt värähtelevät vaihtojännitteellä tuottaen ääntä. Yleinen hälyttimissä, ajastimissa ja autojärjestelmissä.
Ultraäänilaitteet
Käytetään:
Lääketieteellinen ultraäänikuvaus
Ultraäänipuhdistusaineet
Ilmankostuttimet
Ne tuottavat ja vastaanottavat korkeataajuisia{0}}ääniaaltoja erittäin tehokkaasti.
Tarkkuusliike ja paikannus
Käytetään laajasti:
Älypuhelimen kameroiden automaattitarkennusjärjestelmät
Mikro/nano-asemointivaiheet
Mustesuihkutulostinpäät
Edut ja rajoitukset
Edut
>Erittäin nopea vaste (mikrosekuntia)
>Korkea paikannustarkkuus (nanometri{0}}taso)
>Kompakti koko
>Immuuni sähkömagneettisille häiriöille
Rajoitukset
>Hauras ja taipuvainen halkeilemaan
>Suorituskyky saattaa heikentyä pitkällä-korkealla tasajännitteellä
>Rajoitettu siirtymä (yleensä mikrometri{0}}taso, vaatii usein vahvistusmekanismeja)
Johtopäätös
Pietsosähköinen keramiikka toimii suorana linkkinä mekaanisen liikkeen ja sähköisten signaalien välillä.
Nopeutensa, tarkkuutensa ja luotettavuutensa ansiosta niistä on tullut olennaisia komponentteja nykyaikaisessa elektroniikassa, anturijärjestelmissä ja ultraäänitekniikoissa, ja niillä on edelleen keskeinen rooli edistyneissä valmistus- ja korkean teknologian{0}}sovelluksissa.
