Is e piezoelectricity comas stuthan sònraichte gus dealan a ghineadh nuair a tha iad fo uallach meacanaigeach agus a chaochladh. Tha am facal a’ tighinn bhon Ghreugais piezo a’ ciallachadh cuideam, agus dealan. Chaidh a lorg an toiseach ann an 1880, ach tha am bun-bheachd air a bhith aithnichte airson ùine mhòr.
Is e quartz an eisimpleir as ainmeil de piezoelectricity, ach tha mòran stuthan eile cuideachd a’ nochdadh an iongantas seo. Is e an cleachdadh as cumanta de piezoelectricity cinneasachadh ultrasound.
San artaigil seo, bruidhnidh mi air dè a th’ ann am piezoelectricity, mar a tha e ag obair, agus cuid de na h-iomadh cleachdadh practaigeach den iongantas iongantach seo.
Dè a th’ ann am piezoelectricity?
Is e piezoelectricity comas stuthan sònraichte gus cosgais dealain a ghineadh mar fhreagairt air cuideam meacanaigeach gnìomhaichte. Is e eadar-obrachadh sreathach electromechanical a th’ ann eadar stàitean meacanaigeach agus dealain ann an stuthan criostalach le co-chothromachd tionndaidh. Faodar stuthan piezoelectric a chleachdadh gus dealan bholtachd àrd a ghineadh, gineadairean gleoc, innealan dealanach, microbalances, draibheadh nozzles ultrasonic, agus co-chruinneachaidhean optigeach fòcas ultrafine.
Tha stuthan piezoelectric a’ toirt a-steach criostalan, cuid de stuthan ceirmeag, stuth bith-eòlasach leithid cnàimh agus DNA, agus pròtanan. Nuair a thèid feachd a chuir an sàs ann an stuth piezoelectric, bidh e a’ toirt a-mach cosgais dealain. Faodar an cosgais seo a chleachdadh an uairsin gus cumhachd a thoirt dha innealan no gus bholtadh a chruthachadh.
Bithear a’ cleachdadh stuthan piezoelectric ann an grunn thagraidhean, nam measg:
• Dèanamh agus lorg fuaim
• Clò-bhualadh inkjet piezoelectric
• Gineadh dealain bholtaids àrd
• Gineadairean cloc
• Innealan dealanach
• Microbalances
• Drive ultrasonic nozzles
• Co-chruinneachaidhean optigeach fòcas ultrafine
• Pickups airson giotàr le meud eileagtronaigeach
• Luchd-brosnachaidh airson drumaichean dealanach an latha an-diugh
• Dèan sradagan gus gas a lasadh
• Innealan còcaireachd is teasachaidh
• lòchrain agus lasraichean thoitean.
Dè an eachdraidh a th’ aig piezoelectricity?
Chaidh piezoelectricity a lorg ann an 1880 leis an luchd-fiosaig Frangach Jacques agus Pierre Curie. Is e an cosgais dealain a bhios a’ cruinneachadh ann an cuid de stuthan cruaidh, leithid criostalan, ceirmeag agus stuth bith-eòlasach, mar fhreagairt air cuideam meacanaigeach gnìomhaichte. Tha am facal ‘piezoelectricity’ a’ tighinn bhon fhacal Grèigeach ‘piezein’, a’ ciallachadh ‘squeeze’ no ‘press’, agus ‘elektron’, a’ ciallachadh ‘òmar’, seann thùs de chosgais dealain.
Tha a’ bhuaidh piezoelectric mar thoradh air an eadar-obrachadh sreathach electromechanical eadar stàitean meacanaigeach agus dealain stuthan criostalach le co-chothromachd tionndaidh. Is e pròiseas reversible a th’ ann, a tha a’ ciallachadh gu bheil stuthan a tha a’ taisbeanadh piezoelectricity cuideachd a’ nochdadh a’ bhuaidh piezoelectric cùil, is e sin gineadh a-staigh de chuideam meacanaigeach mar thoradh air raon dealain gnìomhaichte.
Dh'adhbhraich eòlas co-cheangailte nan Curies air pyroelectricity agus tuigse air structaran criostail bunaiteach ro-innse pyroelectricity agus an comas ro-innse giùlan criostal. Chaidh seo a dhearbhadh le buaidh criostalan leithid tourmaline, quartz, topaz, siùcar cane agus salann Rochelle.
Dhaingnich na Curies sa bhad gu robh an droch bhuaidh ann, agus chaidh iad air adhart gu bhith a’ faighinn dearbhadh cainneachdail air tionndadh iomlan deformations electro-elasto-meacanaigeach ann an criostalan piezoelectric. Thairis air na deicheadan, bha piezoelectricity fhathast na fheòrachas obair-lann gus an deach e gu bhith na inneal deatamach ann a bhith a’ lorg polonium agus radium le Pierre agus Marie Curie.
Thathas air brath a ghabhail air Piezoelectricity airson mòran thagraidhean feumail, a’ toirt a-steach cinneasachadh agus lorg fuaim, clò-bhualadh inkjet piezoelectric, gineadh dealan bholtachd àrd, gineadairean gleoc agus innealan dealanach, microbalances, nozzles ultrasonic dràibhidh, fòcas ultrafine de cho-chruinneachaidhean optigeach, agus na foirmean an bunait airson sganadh microsgopan sgrùdaidh gus ìomhaighean fhuasgladh aig sgèile dadaman.
Bidh piezoelectricity cuideachd a’ lorg cleachdaidhean làitheil, leithid a bhith a’ gineadh sradagan gus gas a lasadh ann an innealan còcaireachd is teasachaidh, lòchrain, solais toitean, agus a’ bhuaidh pyroelectric, far a bheil stuth a’ gineadh comas dealain mar fhreagairt air atharrachadh teodhachd.
Le leasachadh sonar aig àm a’ Chiad Chogaidh chaidh criostalan piezoelectric a leasachadh le Bell Telephone Laboratories. Leig seo le feachdan adhair nan Caidreach a dhol an sàs ann an ionnsaighean mòra co-òrdanaichte a’ cleachdadh rèidio itealain. Chùm leasachadh innealan agus stuthan piezoelectric anns na Stàitean Aonaichte companaidhean ann a bhith a 'leasachadh toiseach-tòiseachaidh àm a' chogaidh ann an raon ùidhean, a 'faighinn pàtranan prothaideach airson stuthan ùra.
Chunnaic Iapan tagraidhean ùra agus fàs gnìomhachas piezoelectric nan Stàitean Aonaichte agus leasaich iad an cuid fhèin gu luath. Cho-roinn iad fiosrachadh gu sgiobalta agus leasaich iad barium titanate agus às deidh sin stiùir stuthan zirconate titanate le feartan sònraichte airson tagraidhean sònraichte.
Tha piezoelectricity air a thighinn air slighe fhada bho chaidh a lorg ann an 1880, agus tha e a-nis air a chleachdadh ann an grunn thagraidhean làitheil. Tha e cuideachd air a bhith air a chleachdadh gus adhartasan a dhèanamh ann an rannsachadh stuthan, leithid ultrasonic time domain reflectometers, a bhios a 'cur ultrasonic Pulse tro stuth a thomhas faileasan agus discontinuities lorg lochdan taobh a-staigh meatailt tilgeadh agus stuthan cloiche, a' leasachadh sàbhailteachd structarail.
Mar a tha Piezoelectricity ag obair
Anns an earrainn seo, bidh mi a’ rannsachadh mar a tha piezoelectricity ag obair. Bidh mi a’ coimhead air cruinneachadh chìsean dealain ann an solidan, an eadar-obrachadh sreathach electromechanical, agus am pròiseas reversible a tha a’ dèanamh suas an iongantas seo. Bidh mi cuideachd a’ bruidhinn air eachdraidh piezoelectricity agus na tha e a’ cleachdadh.
Cruinneachadh cosgais dealain ann an solidan
Is e piezoelectricity an cosgais dealain a bhios a’ cruinneachadh ann an cuid de stuthan cruaidh, leithid criostalan, ceirmeag, agus stuth bith-eòlasach leithid cnàimh agus DNA. Tha e na fhreagairt do chuideam meacanaigeach gnìomhaichte, agus tha an t-ainm a’ tighinn bho na faclan Grèigeach “pieze” (squeeze or press) agus “ēlektron” (amber).
Tha a’ bhuaidh piezoelectric mar thoradh air an eadar-obrachadh sreathach electromechanical eadar stàitean meacanaigeach agus dealain ann an stuthan criostalach le co-chothromachd tionndaidh. Is e pròiseas reversible a th’ ann, a tha a’ ciallachadh gu bheil stuthan a tha a’ taisbeanadh piezoelectricity cuideachd a’ nochdadh a’ bhuaidh piezoelectric cùil, far a bheil gineadh a-staigh de chuideam meacanaigeach mar thoradh air raon dealain gnìomhaichte. Tha eisimpleirean de stuthan a ghineadh piezoelectricity a ghabhas tomhas a’ toirt a-steach criostalan titanate zirconate luaidhe.
Lorg eòlaiche fiosaigeach Frangach Pierre agus Jacques Curie piezoelectricity ann an 1880. Bhon uair sin chaidh a chleachdadh airson grunn thagraidhean feumail, a’ gabhail a-steach cinneasachadh agus lorg fuaim, clò-bhualadh inkjet piezoelectric, gineadh dealan bholtachd àrd, gineadairean gleoc, agus innealan dealanach leithid microbalances agus a’ draibheadh nozzles ultrasonic airson fòcas ultrafine de cho-chruinneachaidhean optigeach. Tha e cuideachd na bhunait airson sganadh microsgopan sgrùdaidh, a dh’ fhuasglas ìomhaighean aig sgèile dadaman. Bithear a’ cleachdadh piezoelectricity cuideachd ann an pickups airson giotàr àrdaichte gu dealanach, agus brosnachaidhean airson drumaichean dealanach an latha an-diugh.
Bidh piezoelectricity a’ lorg feuman làitheil ann a bhith a’ gineadh sradagan gus gas a lasadh, ann an innealan còcaireachd is teasachaidh, lòchrain, solais thoitean, agus a’ bhuaidh pyroelectric, far a bheil stuth a’ gineadh comas dealain mar fhreagairt air atharrachadh teodhachd. Chaidh seo a sgrùdadh le Carl Linnaeus agus Franz Aepinus ann am meadhan an 18mh linn, a’ tarraing air eòlas bho René Haüy agus Antoine César Becquerel, a thog dàimh eadar cuideam meacanaigeach agus cosgais dealain. Bha deuchainnean neo-chinnteach.
Tha an sealladh de chriostal piezo ann an neach-dìolaidh Curie ann an Taigh-tasgaidh Hunterian ann an Alba na dhearbhadh air a’ bhuaidh piezoelectric dhìreach. Chuir na bràithrean Pierre agus Jacques Curie an cuid eòlais air pyroelectricity còmhla ri tuigse air na structaran criostail bunaiteach, a dh'adhbhraich ro-innse pyroelectricity. Bha iad comasach air giùlan criostal ro-innse agus sheall iad a’ bhuaidh ann an criostalan leithid tourmaline, quartz, topaz, siùcar cane, agus salann Rochelle. Bha sodium potasium tartrate tetrahydrate agus quartz cuideachd a 'taisbeanadh piezoelectricity. Bidh diosc piezoelectric a’ gineadh bholtadh nuair a tha e deformed, agus tha an t-atharrachadh ann an cumadh air a chuir ris gu mòr ann an taisbeanadh Curies.
B' urrainn dhaibh ro-innse a dhèanamh air a' bhuaidh piezoelectric converse, agus chaidh a' bhuaidh chaol a thoirt a-mach gu matamataigeach le Gabriel Lippmann ann an 1881. Dhaingnich na Curies sa bhad gu robh a' bhuaidh chaochlaideach ann, agus chaidh iad air adhart gu bhith a' faighinn dearbhadh cainneachdail air tionndadh iomlan electro-elasto-. deformations meacanaigeach ann an criostalan piezoelectric.
Airson deicheadan, bha piezoelectricity fhathast na fheòrachas obair-lann, ach bha e na inneal deatamach ann a bhith a’ lorg polonium agus radium le Pierre agus Marie Curie. Thàinig an obair aca gus na structaran criostail a bha a’ taisbeanadh piezoelectricity a sgrùdadh agus a mhìneachadh gu crìch nuair a chaidh Lehrbuch der Kristallphysik (Textbook of Crystal Physics) fhoillseachadh le Woldemar Voigt, a thug cunntas air na clasaichean criostail nàdarra a bha comasach air piezoelectricity agus a mhìnich gu mionaideach na comharran piezoelectric tro mhion-sgrùdadh tensor. B' e seo cleachdadh practaigeach innealan piezoelectric, agus chaidh sonar a leasachadh aig àm a 'Chogaidh Mhòir. Anns an Fhraing, leasaich Paul Langevin agus a cho-obraichean lorgaire bàta-tumaidh ultrasonic.
Bha an lorgaire air a dhèanamh suas de a transducer air a dhèanamh de chriostalan tana èiteag air an glaodhadh gu faiceallach ri truinnsearan stàilinn, agus fòn-uisge gus am mac-talla a chaidh a thilleadh a lorg. Le bhith a 'toirt a-mach ìre àrd tricead cuisle bhon transducer agus a’ tomhas na h-ùine a bheir e gus mac-talla tonnan fuaim a chluinntinn a’ breabadh far nì, b’ urrainn dhaibh an astar chun nì obrachadh a-mach. Chleachd iad piezoelectricity gus sonar a dhèanamh soirbheachail, agus chruthaich am pròiseact leasachadh mòr agus ùidh ann an innealan piezoelectric. Thairis air na deicheadan, chaidh stuthan piezoelectric ùra agus tagraidhean ùra airson na stuthan a sgrùdadh agus a leasachadh, agus lorg innealan piezoelectric dachaighean ann an grunn raointean. Rinn cartan phonograph ceirmeach dealbhadh cluicheadair nas sìmplidhe agus air an dèanamh airson cluicheadairean clàir saor agus ceart a bha na bu shaoire a chumail suas agus na b’ fhasa a thogail.
Le leasachadh transducers ultrasonic chaidh slaodachd agus elasticity lionntan is solidan a thomhas gu furasta, agus mar thoradh air sin thàinig adhartas mòr ann an rannsachadh stuthan.
Eadar-obrachadh loidhneach electromechanical
Is e piezoelectricity comas stuthan sònraichte gus cosgais dealain a ghineadh nuair a tha iad fo uallach meacanaigeach. Tha am facal a’ tighinn bho na faclan Grèigeach πιέζειν (piezein) a’ ciallachadh “to squeeze or press” agus ἤλεκτρον (ēlektron) a’ ciallachadh “òmar”, a bha na sheann thùs de chosgais dealain.
Chaidh piezoelectricity a lorg ann an 1880 leis an luchd-fiosaig Frangach Jacques agus Pierre Curie. Tha e stèidhichte air an eadar-obrachadh sreathach electromechanical eadar stàitean meacanaigeach agus dealain stuthan criostalach le co-chothromachd tionndaidh. Tha a’ bhuaidh seo air a thionndadh air ais, a’ ciallachadh gu bheil stuthan a tha a’ taisbeanadh piezoelectricity cuideachd a’ nochdadh buaidh piezoelectric air ais, far am bi gineadh a-staigh de chuideam meacanaigeach a’ tighinn bho raon dealain gnìomhaichte. Am measg eisimpleirean de stuthan a ghineas piezoelectricity a ghabhas tomhas nuair a thèid an deformachadh bhon structar statach aca tha criostalan titanate zirconate luaidhe. Air an làimh eile, faodaidh criostalan an tomhas statach aca atharrachadh nuair a thèid raon dealain a-muigh a chuir an sàs, ris an canar a ’bhuaidh piezoelectric inverse agus a thathas a’ cleachdadh ann a bhith a ’dèanamh tonnan ultrasound.
Thathas air brath a ghabhail air piezoelectricity airson grunn thagraidhean feumail, leithid:
• Dèanamh agus lorg fuaim
• Clò-bhualadh inkjet piezoelectric
• Gineadh dealain bholtaids àrd
• Gineadair cloc
• Innealan dealanach
• Microbalances
• Drive ultrasonic nozzles
• Co-chruinneachaidhean optigeach fòcas ultrafine
• Mar bhun-stèidh airson a bhith a’ sganadh mhicreascopan probe gus ìomhaighean fhuasgladh aig sgèile dadaman
• Pickups ann an giotàr dealanach
• Luchd-brosnachaidh ann an drumaichean dealanach an latha an-diugh
• A' cruthachadh sradagan gus gas a lasadh ann an innealan còcaireachd is teasachaidh
• lòchrain agus lasraichean thoitean
Bidh piezoelectricity cuideachd a’ lorg cleachdaidhean làitheil anns a’ bhuaidh pyroelectric, a tha na stuth a ghineas comas dealain mar fhreagairt air atharrachadh teothachd. Chaidh seo a sgrùdadh le Carl Linnaeus agus Franz Aepinus ann am meadhan an 18mh linn, a’ tarraing air eòlas bho René Haüy agus Antoine César Becquerel, a thog dàimh eadar cuideam meacanaigeach agus cosgais dealain. Ach, bha deuchainnean neo-chinnteach.
Tha a bhith a’ coimhead air criostal piezo ann an airgead-dìolaidh Curie aig Taigh-tasgaidh Hunterian ann an Alba na dhearbhadh air a’ bhuaidh piezoelectric dhìreach. B’ e obair nam bràithrean Pierre agus Jacques Curie a rannsaich agus a mhìnich na structaran criostail a bha a’ taisbeanadh piezoelectricity, a thàinig gu crìch le foillseachadh Lehrbuch der Kristallphysik (Leabhar-teacsa Crystal Physics) le Woldemar Voigt. Thug seo cunntas air na clasaichean criostail nàdarra a bha comasach air piezoelectricity agus mhìnich e gu mionaideach na h-ìrean piezoelectric tro mhion-sgrùdadh tensor, a’ leantainn gu cleachdadh practaigeach innealan piezoelectric.
Chaidh Sonar a leasachadh aig àm a’ Chiad Chogaidh, nuair a leasaich Paul Langevin às an Fhraing agus a cho-obraichean lorgaire bàta-tumaidh ultrasonic. Bha an lorgaire seo air a dhèanamh suas de transducer air a dhèanamh de chriostalan èiteag tana air an glaodhadh gu faiceallach ri truinnsearan stàilinn, agus hydrophone gus an mac-talla a chaidh a thilleadh a lorg às deidh dha buille àrd tricead a chuir a-mach bhon transducer. Le bhith a’ tomhas na h-ùine a bheir e gus mac-talla tonnan fuaim a chluinntinn a’ breabadh far nì, b’ urrainn dhaibh astar an nì obrachadh a-mach, a’ cleachdadh piezoelectricity. Chruthaich soirbheachas a’ phròiseict seo leasachadh mòr agus ùidh ann an innealan piezoelectric thar nan deicheadan, le stuthan piezoelectric ùra agus tagraidhean ùra airson na stuthan sin gan sgrùdadh agus gan leasachadh. Lorg innealan piezoelectric dachaighean ann an iomadh raon, leithid cartridan phonograph ceirmeag, a rinn dealbhadh cluicheadair nas sìmplidhe agus a rinn airson cluicheadairean clàran nas saoire agus nas cruinne, agus nas saoire agus nas fhasa a thogail agus a chumail suas.
Le leasachadh transducers ultrasonic chaidh slaodachd agus elasticity lionntan is solidan a thomhas gu furasta, agus mar thoradh air sin thàinig adhartas mòr ann an rannsachadh stuthan. Bidh reflectometers fearann ùine ultrasonic a ’cur buille ultrasonic a-steach do stuth agus a’ tomhas na faileasan agus na neo-leantalachd gus lochdan a lorg taobh a-staigh nithean meatailt agus cloiche, a ’leasachadh sàbhailteachd structarail. Às deidh an Dàrna Cogadh, lorg buidhnean rannsachaidh neo-eisimeileach anns na Stàitean Aonaichte, an Ruis agus Iapan clas ùr de stuthan synthetigeach ris an canar ferroelectrics, a bha a’ taisbeanadh stuthan piezoelectric iomadh uair nas àirde na stuthan nàdarra. Dh’ adhbhraich seo sgrùdadh dian gus barium titanate a leasachadh, agus nas fhaide air adhart luaidhe zirconate titanate, stuthan le feartan sònraichte airson tagraidhean sònraichte.
Chaidh eisimpleir chudromach de chleachdadh criostalan piezoelectric a leasachadh le Bell Telephone Laboratories às deidh an Dàrna Cogadh. Frederick R. Lack, ag obair anns an roinn innleadaireachd fòn-rèidio,
Pròiseas Reversible
Is e cosgais dealain a th ’ann am piezoelectricity a bhios a’ cruinneachadh ann an cuid de stuthan cruaidh, leithid criostalan, ceirmeag, agus stuth bith-eòlasach leithid cnàimh agus DNA. Is e freagairt nan stuthan sin gu cuideam meacanaigeach gnìomhaichte. Tha am facal ‘piezoelectricity’ a’ tighinn bho na faclan Grèigeach ‘piezein’ a’ ciallachadh ‘squeeze’ no ‘press’ agus ‘ēlektron’ a’ ciallachadh ‘òmar’, seann thùs de chosgais dealain.
Tha a’ bhuaidh piezoelectric mar thoradh air an eadar-obrachadh sreathach electromechanical eadar stàitean meacanaigeach agus dealain stuthan criostalach le co-chothromachd tionndaidh. Is e pròiseas reversible a th’ ann, a tha a’ ciallachadh gu bheil stuthan a tha a’ taisbeanadh piezoelectricity cuideachd a’ nochdadh a’ bhuaidh piezoelectric cùil, is e sin gineadh a-staigh de chuideam meacanaigeach mar thoradh air raon dealain gnìomhaichte. Tha eisimpleirean de stuthan a ghineadh piezoelectricity a ghabhas tomhas a’ toirt a-steach criostalan titanate zirconate luaidhe. Nuair a thèid structar statach nan criostalan sin deformachadh, tillidh iad chun taobh tùsail aca, agus air an làimh eile, nuair a thèid raon dealain a-muigh a chuir an sàs, bidh iad ag atharrachadh an taobh statach aca, a’ toirt a-mach tonnan ultrasound.
Lorg luchd-fiosaig Frangach Jacques agus Pierre Curie piezoelectricity ann an 1880. Bhon uair sin chaidh a chleachdadh airson grunn thagraidhean feumail, a’ toirt a-steach cinneasachadh agus lorg fuaim, clò-bhualadh inkjet piezoelectric, gineadh dealan bholtachd àrd, gineadairean gleoc, innealan dealanach, microbalances, a’ draibheadh nozzles ultrasonic, agus co-chruinneachaidhean optigeach fòcas ultrafine. Tha e cuideachd na bhunait airson sganadh microscopes probe, a dh’ fhuasglas ìomhaighean aig sgèile dadaman. Bithear a’ cleachdadh piezoelectricity cuideachd ann an pickups airson giotàr àrdaichte gu dealanach agus brosnachaidhean airson drumaichean dealanach an latha an-diugh.
Bidh piezoelectricity cuideachd a’ lorg cleachdaidhean làitheil, leithid a bhith a’ gineadh sradagan gus gas a lasadh ann an innealan còcaireachd is teasachaidh, lòchrain, solais toitean, agus barrachd. Chaidh a’ bhuaidh pyroelectric, anns a bheil stuth a’ gineadh comas dealain mar fhreagairt air atharrachadh teodhachd, a sgrùdadh le Carl Linnaeus, Franz Aepinus, agus René Haüy ann am meadhan an 18mh linn, a’ tarraing air eòlas air òmar. Thog Antoine César Becquerel dàimh eadar cuideam meacanaigeach agus cosgais dealain, ach cha robh deuchainnean cinnteach.
Chì luchd-tadhail Taigh-tasgaidh Hunterian ann an Glaschu an Neach-dìolaidh Piezo Crystal Curie, taisbeanadh air a’ bhuaidh piezoelectric dìreach leis na bràithrean Pierre agus Jacques Curie. Le bhith a’ cothlamadh an eòlais air pyroelectricity le tuigse air na structaran criostail bunaiteach, dh’ adhbhraich ro-innse pyroelectricity agus an comas ro-innse giùlan criostal. Chaidh seo a dhearbhadh le buaidh criostalan leithid tourmaline, quartz, topaz, siùcar cane, agus salann Rochelle. Bha sodium agus potasium tartrate tetrahydrate agus quartz cuideachd a’ taisbeanadh piezoelectricity, agus chaidh diosc piezoelectric a chleachdadh gus bholtadh a ghineadh nuair a bha e deformed. Bha an t-atharrachadh seo ann an cumadh air a chuir ris gu mòr leis na Curies gus ro-innse a’ bhuaidh piezoelectric converse. Chaidh a’ bhuaidh chaol a thoirt a-mach gu matamataigeach bho phrionnsapalan bunaiteach thermodynamic le Gabriel Lippmann ann an 1881.
Dhaingnich na Curies sa bhad gu robh an droch bhuaidh ann, agus chaidh iad air adhart gu bhith a’ faighinn dearbhadh cainneachdail air tionndadh iomlan deformations electro-elasto-meacanaigeach ann an criostalan piezoelectric. Airson deicheadan, bha piezoelectricity fhathast na fheòrachas obair-lann, ach bha e na inneal deatamach ann a bhith a’ lorg polonium agus radium le Pierre agus Marie Curie. Thàinig an obair aca gus na structaran criostail a bha a’ taisbeanadh piezoelectricity a sgrùdadh agus a mhìneachadh gu crìch nuair a chaidh Lehrbuch der Kristallphysik (Leabhar-teacsa Crystal Physics) fhoillseachadh le Woldemar Voigt. Thug seo cunntas air na clasaichean criostail nàdarra a bha comasach air piezoelectricity agus mhìnich e gu mionaideach na h-ìrean piezoelectric a’ cleachdadh mion-sgrùdadh tensor.
Chaidh cleachdadh practaigeach innealan piezoelectric, leithid sonar, a leasachadh aig àm a’ Chiad Chogaidh. Anns an Fhraing, leasaich Paul Langevin agus a cho-obraichean lorgaire bàta-tumaidh ultrasonic. Bha an lorgaire seo air a dhèanamh suas de transducer dèanta de chriostalan èiteag tana air an glaodhadh gu faiceallach ri truinnsearan stàilinn, agus fòn-uisge gus am mac-talla a chaidh a thilleadh a lorg. Le bhith a’ leigeil a-mach buille àrd-tricead bhon transducer agus a’ tomhas na h-ùine a bheir e gus mac-talla nan tonnan fuaim a chluinntinn a’ breabadh far nì, bha e comasach dhaibh astar an nì obrachadh a-mach. Chleachd iad piezoelectricity gus am biodh an sonar seo soirbheachail. Chruthaich am pròiseact seo leasachadh mòr agus ùidh ann an innealan piezoelectric, agus thar nan deicheadan chaidh stuthan piezoelectric ùra agus tagraidhean ùra airson na stuthan sin a sgrùdadh agus a leasachadh. Innealan piezoelectric
Dè a tha ag adhbhrachadh piezoelectricity?
Anns an earrainn seo, bidh mi a’ rannsachadh cò às a thàinig piezoelectricity agus na diofar stuthan a tha a’ nochdadh an iongantas seo. Bidh mi a’ coimhead air an fhacal Grèigeach ‘piestein’, seann thùs cosgais dealain, agus a’ bhuaidh pyroelectricity. Bidh mi cuideachd a’ bruidhinn mu na chaidh a lorg Pierre agus Jacques Curie agus leasachadh innealan piezoelectric san 20mh linn.
Facal Grèigeach Piezein
Is e piezoelectricity an cruinneachadh de chosgais dealain ann an cuid de stuthan cruaidh, leithid criostalan, ceirmeag, agus stuth bith-eòlasach leithid cnàimh agus DNA. Tha e air adhbhrachadh le freagairt nan stuthan sin gu cuideam meacanaigeach gnìomhaichte. Tha am facal piezoelectricity a’ tighinn bhon fhacal Grèigeach “piezein”, a ’ciallachadh“ brùthadh no brùthadh”, agus “ēlektron”, a ’ciallachadh“ òmar ”, seann stòr cosgais dealain.
Tha a’ bhuaidh piezoelectric mar thoradh air an eadar-obrachadh sreathach electromechanical eadar stàitean meacanaigeach agus dealain stuthan criostalach le co-chothromachd tionndaidh. Is e pròiseas reversible a th’ ann, a tha a’ ciallachadh gu bheil stuthan a tha a’ taisbeanadh piezoelectricity cuideachd a’ taisbeanadh a’ bhuaidh piezoelectric air ais, is e sin gineadh a-staigh de chuideam meacanaigeach mar thoradh air raon dealain gnìomhaichte. Mar eisimpleir, bidh criostalan titanate zirconate luaidhe a’ gineadh piezoelectricity a ghabhas tomhas nuair a tha an structar statach aca deformed bhon taobh thùsail aige. Air an làimh eile, faodaidh criostalan an tomhas statach aca atharrachadh nuair a thèid raon dealain a-muigh a chuir an sàs, ris an canar a ’bhuaidh piezoelectric inverse agus a bhios a’ dèanamh tonnan ultrasound.
Lorg na fiosaichean Frangach Jacques agus Pierre Curie piezoelectricity ann an 1880. Chaidh a’ bhuaidh piezoelectric a chleachdadh airson mòran thagraidhean feumail, a’ toirt a-steach cinneasachadh agus lorg fuaim, clò-bhualadh inkjet piezoelectric, gineadh dealan bholtachd àrd, gineadairean gleoc, agus innealan dealanach leithid microbalances , a’ draibheadh nozzles ultrasonic, agus co-chruinneachaidhean optigeach fòcas ultrafine. Tha e cuideachd na bhunait airson sganadh microsgopan sgrùdaidh, a dh’ fhuasglas ìomhaighean aig sgèile dadaman. Bithear a’ cleachdadh piezoelectricity cuideachd ann an pickups airson giotàr àrdaichte gu dealanach agus brosnachaidhean airson drumaichean dealanach an latha an-diugh.
Bidh piezoelectricity a’ lorg cleachdaidhean làitheil, leithid a bhith a’ gineadh sradagan gus gas a lasadh ann an innealan còcaireachd is teasachaidh, lòchrain, solais toitean, agus barrachd. Chaidh a’ bhuaidh pyroelectric, a tha na ghineadh de chomas dealain mar fhreagairt air atharrachadh teothachd, a sgrùdadh le Carl Linnaeus agus Franz Aepinus ann am meadhan an 18mh linn, a’ tarraing air eòlas René Haüy agus Antoine César Becquerel, a shuidhich dàimh eadar cuideam meacanaigeach agus cosgais dealain. Bha deuchainnean neo-chinnteach.
Aig an taigh-tasgaidh ann an Alba, chì luchd-tadhail neach-dìolaidh piezo crystal Curie, taisbeanadh den bhuaidh piezoelectric dìreach leis na bràithrean Pierre agus Jacques Curie. Le bhith a’ cothlamadh an eòlais air pyroelectricity le tuigse air na structaran criostail bunaiteach, dh’ adhbhraich ro-innse pyroelectricity agus an comas ro-innse giùlan criostal. Chaidh seo a dhearbhadh le buaidh criostalan mar tourmaline, quartz, topaz, siùcar cane, agus salann Rochelle. Sheall tetrahydrate potasium sodium tartrate agus quartz bho salann Rochelle piezoelectricity, agus bidh diosc piezoelectric a’ gineadh bholtadh nuair a thèid a dheformachadh. Tha an t-atharrachadh seo ann an cumadh air a chur ris gu mòr ann an taisbeanadh nan Curies.
Chaidh na Curies air adhart gus dearbhadh cainneachdail fhaighinn air tionndadh iomlan deformations electro-elasto-meacanaigeach ann an criostalan piezoelectric. Airson deicheadan, bha piezoelectricity fhathast na fheòrachas obair-lann gus an deach e gu bhith na inneal deatamach ann a bhith a’ lorg polonium agus radium le Pierre agus Marie Curie. Thàinig an obair aca gus na structaran criostail a bha a’ taisbeanadh piezoelectricity a sgrùdadh agus a mhìneachadh gu crìch nuair a chaidh Lehrbuch der Kristallphysik (Leabhar-teacsa Crystal Physics) fhoillseachadh le Woldemar Voigt. Thug seo cunntas air na clasaichean criostail nàdarra a bha comasach air piezoelectricity agus mhìnich e gu cruaidh na h-ìrean piezoelectric tro sgrùdadh tensor.
Mar thoradh air an cleachdadh practaigeach seo de piezoelectricity thàinig leasachadh air sonar aig àm a’ Chiad Chogaidh. Anns an Fhraing, leasaich Paul Langevin agus a cho-obraichean lorgaire bàta-tumaidh ultrasonic. Bha an lorgaire air a dhèanamh suas de transducer dèanta de chriostalan èiteag tana air an glaodhadh gu faiceallach ri truinnsearan stàilinn, ris an canar hydrophone, gus am mac-talla a chaidh a thilleadh a lorg às deidh dha buille àrd tricead a chuir a-mach. Thomhais an transducer an ùine a thug e gus mac-talla tonnan fuaim a chluinntinn a’ breabadh far nì gus astar an nì obrachadh a-mach. Bha cleachdadh piezoelectricity ann an sonar soirbheachail, agus chruthaich am pròiseact leasachadh mòr agus ùidh ann an innealan piezoelectric airson deicheadan.
Chaidh stuthan piezoelectric ùra agus tagraidhean ùra airson na stuthan sin a sgrùdadh agus a leasachadh, agus lorg innealan piezoelectric dachaighean ann an iomadh raon, leithid cartrids phonograph ceirmeach, a rinn dealbhadh cluicheadair nas sìmplidhe agus a rinn cluicheadairean clàraidh nas saoire agus nas cruinne a bha na bu shaoire airson a chumail suas agus nas fhasa. a thogail. An leasachadh
Seann stòr cosgais dealain
Is e piezoelectricity an cosgais dealain a bhios a’ cruinneachadh ann an cuid de stuthan cruaidh, leithid criostalan, ceirmeag, agus stuth bith-eòlasach leithid cnàimh agus DNA. Tha e air adhbhrachadh le freagairt an stuth gu cuideam meacanaigeach gnìomhaichte. Tha am facal ‘piezoelectricity’ a’ tighinn bhon fhacal Grèigeach ‘piezein’, a tha a’ ciallachadh ‘to squeeze or press’, agus am facal ‘elektron’, a tha a’ ciallachadh ‘òmar’, seann thùs de chosgais dealain.
Tha a’ bhuaidh piezoelectric mar thoradh air an eadar-obrachadh sreathach electromechanical eadar stàitean meacanaigeach agus dealain stuthan criostalach le co-chothromachd tionndaidh. Is e pròiseas reversible a th’ ann, a tha a’ ciallachadh gu bheil stuthan a tha a’ taisbeanadh piezoelectricity cuideachd a’ taisbeanadh a’ bhuaidh piezoelectric air ais, is e sin gineadh a-staigh de chuideam meacanaigeach mar thoradh air raon dealain gnìomhaichte. Mar eisimpleir, bidh criostalan titanate zirconate luaidhe a’ gineadh piezoelectricity a ghabhas tomhas nuair a tha an structar statach aca deformed bhon taobh thùsail aige. Air an làimh eile, nuair a thèid raon dealain taobh a-muigh a chuir an sàs, bidh na criostalan ag atharrachadh an tomhas statach aca ann am buaidh piezoelectric inverse, a’ toirt a-mach tonnan ultrasound.
Chaidh a’ bhuaidh piezoelectric a lorg ann an 1880 leis an luchd-fiosaig Frangach Jacques agus Pierre Curie. Tha e air a chleachdadh airson grunn thagraidhean feumail, a’ gabhail a-steach cinneasachadh agus lorg fuaim, clò-bhualadh inkjet piezoelectric, gineadh dealan bholtachd àrd, gineadairean gleoc, agus innealan dealanach leithid microbalances agus draibheadh nozzles ultrasonic airson fòcas ultrafine de cho-chruinneachaidhean optigeach. Tha e cuideachd na bhunait airson a bhith a’ sganadh miocroscopan probe, a thathas a’ cleachdadh gus ìomhaighean air sgèile dadaman fhuasgladh. Bithear a’ cleachdadh piezoelectricity cuideachd ann an pickups airson giotàr àrdaichte gu dealanach agus brosnachaidhean airson drumaichean dealanach an latha an-diugh.
Bidh piezoelectricity a’ lorg cleachdaidhean làitheil ann a bhith a’ gineadh sradagan gus gas a lasadh ann an innealan còcaireachd is teasachaidh, lòchrain, solais toitean, agus barrachd. Chaidh a’ bhuaidh pyroelectric, a tha na thoradh air comas dealain mar fhreagairt air atharrachadh teothachd, a sgrùdadh le Carl Linnaeus agus Franz Aepinus ann am meadhan an 18mh linn, a’ tarraing air eòlas René Haüy agus Antoine César Becquerel a chuir dàimh eadar meacanaigeach. cuideam agus cosgais dealain. Ach, bha na deuchainnean aca neo-chinnteach.
Tha an sealladh de chriostal piezo agus an neach-dìolaidh Curie aig Taigh-tasgaidh Hunterian ann an Alba a’ sealltainn a’ bhuaidh piezoelectric dìreach. B’ e obair nam bràithrean Pierre agus Jacques Curie a rannsaich agus a mhìnich na structaran criostail a bha a’ taisbeanadh piezoelectricity, a thàinig gu crìch le foillseachadh Lehrbuch der Kristallphysik (Leabhar-teacsa Crystal Physics) le Woldemar Voigt. Thug seo cunntas air na clasaichean criostail nàdarra a bha comasach air piezoelectricity agus mhìnich e gu cruaidh na h-ìrean piezoelectric tro mhion-sgrùdadh tensor, a ’ceadachadh innealan piezoelectric a chuir an sàs gu practaigeach.
Chaidh Sonar a leasachadh aig àm a’ Chiad Chogaidh le Paul Langevin às an Fhraing agus a cho-obraichean, a leasaich lorgaire bàta-tumaidh ultrasonic. Bha an lorgaire air a dhèanamh suas de transducer dèanta de chriostalan èiteag tana air an glaodhadh gu faiceallach ri truinnsearan stàilinn, agus fòn-uisge gus am mac-talla a chaidh a thilleadh a lorg. Le bhith a’ leigeil a-mach buille àrd-tricead bhon transducer agus a’ tomhas na h-ùine a bheir e gus mac-talla nan tonnan fuaim a chluinntinn a’ breabadh far nì, bha e comasach dhaibh an astar chun nì obrachadh a-mach. Chleachd iad piezoelectricity gus am biodh an sonar seo soirbheachail. Chruthaich am pròiseact leasachadh mòr agus ùidh ann an innealan piezoelectric airson deicheadan.
Pyroelectricity
Is e piezoelectricity comas stuthan sònraichte gus cosgais dealain a chruinneachadh mar fhreagairt air cuideam meacanaigeach gnìomhaichte. Is e eadar-obrachadh sreathach electromechanical a th’ ann eadar stàitean meacanaigeach agus dealain stuthan criostalach le co-chothromachd tionndaidh. Tha am facal “piezoelectricity” a ’tighinn bhon fhacal Grèigeach“ piezein ”, a tha a’ ciallachadh “brùthadh no brùthadh”, agus am facal Grèigeach “ēlektron”, a tha a ’ciallachadh“ òmar ”, seann stòr cosgais dealain.
Chaidh a' bhuaidh piezoelectric a lorg leis an eòlaiche fiosaigeach Frangach Jacques agus Pierre Curie ann an 1880. 'S e pròiseas a th' ann air ais air ais, a' ciallachadh gu bheil stuthan a tha a' taisbeanadh buaidh piezoelectric cuideachd a' taisbeanadh a' bhuaidh piezoelectric air ais, is e sin gineadh a-staigh de chuideam meacanaigeach mar thoradh air raon dealain gnìomhaichte. Tha eisimpleirean de stuthan a ghineadh piezoelectricity a ghabhas tomhas a’ toirt a-steach criostalan titanate zirconate luaidhe. Nuair a thèid structar statach a dhì-dhealbhadh, tillidh e chun taobh tùsail aige. Air an làimh eile, nuair a thèid raon dealain taobh a-muigh a chuir an sàs, thèid a ’bhuaidh piezoelectric inverse a thoirt gu buil, a’ leantainn gu cinneasachadh tonnan ultrasound.
Thathas a’ cleachdadh a’ bhuaidh piezoelectric airson mòran thagraidhean feumail, a’ toirt a-steach cinneasachadh agus lorg fuaim, clò-bhualadh inkjet piezoelectric, gineadh dealan bholtachd àrd, gineadairean gleoc, agus innealan dealanach leithid microbalances, draibheadh nozzles ultrasonic, agus co-chruinneachaidhean optigeach fòcas ultrafine. Tha e cuideachd na bhunait airson a bhith a’ sganadh miocroscopan probe, a thathas a’ cleachdadh gus ìomhaighean air sgèile dadaman fhuasgladh. Bithear a’ cleachdadh piezoelectricity cuideachd ann an pickups airson giotàr àrdaichte gu dealanach, agus brosnachaidhean airson drumaichean dealanach an latha an-diugh.
Bidh piezoelectricity a’ lorg cleachdaidhean làitheil, leithid a bhith a’ gineadh sradagan gus gas a lasadh ann an innealan còcaireachd is teasachaidh, lòchrain, solais toitean, agus barrachd. Chaidh a’ bhuaidh pyroelectric, a tha mar thoradh air comas dealain mar fhreagairt air atharrachadh teothachd, a sgrùdadh le Carl Linnaeus agus Franz Aepinus ann am meadhan an 18mh linn, a’ tarraing air eòlas René Haüy agus Antoine César Becquerel, a bha air dàimh a thogail. eadar cuideam meacanaigeach agus cosgais dealain. Ach, bha deuchainnean neo-chinnteach.
Tha an sealladh de chriostal piezo aig Taigh-tasgaidh Dìolaidh Curie ann an Alba na dhearbhadh air a’ bhuaidh piezoelectric dìreach. Chuir na bràithrean Pierre agus Jacques Curie còmhla an eòlas air pyroelectricity agus an tuigse air na structaran criostail bunaiteach gus tuigse fhaighinn air pyroelectricity agus gus ro-innse a dhèanamh air giùlan criostal. Chaidh seo a dhearbhadh le buaidh criostalan leithid tourmaline, quartz, topaz, siùcar cane, agus salann Rochelle. Fhuaireadh a-mach gun robh sodium potasium tartrate tetrahydrate agus quartz a’ nochdadh piezoelectricity, agus chaidh diosc piezoelectric a chleachdadh gus bholtadh a ghineadh nuair a bha e deformed. Bha seo air a chuir ris gu mòr leis na Curies gus ro-innse a’ bhuaidh piezoelectric converse. Chaidh a’ bhuaidh chaol a thoirt a-mach gu matamataigeach le prionnsapalan bunaiteach thermodynamic le Gabriel Lippmann ann an 1881.
Dhaingnich na Curies sa bhad gu robh an droch bhuaidh ann, agus chaidh iad air adhart gu bhith a’ faighinn dearbhadh cainneachdail air tionndadh iomlan deformations electro-elasto-meacanaigeach ann an criostalan piezoelectric. Anns na deicheadan às deidh sin, bha piezoelectricity fhathast na fheòrachas obair-lann gus an deach e gu bhith na inneal deatamach ann a bhith a’ lorg polonium agus radium le Pierre agus Marie Curie. Thàinig an obair aca gus na structaran criostail a bha a’ taisbeanadh piezoelectricity a sgrùdadh agus a mhìneachadh gu crìch nuair a chaidh Lehrbuch der Kristallphysik (Leabhar-teacsa Crystal Physics) fhoillseachadh le Woldemar Voigt.
Bha leasachadh sonar soirbheachail, agus chruthaich am pròiseact leasachadh mòr agus ùidh ann an innealan piezoelectric. Anns na deicheadan às deidh sin, chaidh stuthan piezoelectric ùra agus tagraidhean ùra airson na stuthan sin a sgrùdadh agus a leasachadh. Lorg innealan piezoelectric dachaighean ann an iomadh raon, leithid cartrids fonograph ceirmeag, a rinn dealbhadh a’ chluicheadair nas sìmplidhe agus a rinn cluicheadairean clàraidh nas saoire agus nas cruinne a bha na bu shaoire a chumail suas agus na b’ fhasa a thogail. Leig leasachadh transducers ultrasonic airson slaodachd agus elasticity lionntan is solidan a thomhas gu furasta, agus mar thoradh air sin thàinig adhartas mòr ann an rannsachadh stuthan. Bidh reflectometers fearann ùine ultrasonic a ’cur buille ultrasonic a-steach do stuth agus a’ tomhas na faileasan agus na neo-leantalachd gus lochdan a lorg taobh a-staigh nithean meatailt agus cloiche, a ’leasachadh sàbhailteachd structarail.
Às deidh an Dàrna Cogadh, lorg buidhnean rannsachaidh neo-eisimeileach anns na Stàitean Aonaichte, an Ruis agus Iapan clas ùr de stuthan synthetigeach ris an canar ferroelectrics, a bha a’ taisbeanadh stuthan piezoelectric a bha
Stuthan piezoelectric
Anns an earrainn seo, bidh mi a’ bruidhinn air na stuthan a tha a’ nochdadh a’ bhuaidh piezoelectric, is e sin comas stuthan sònraichte gus cosgais dealain a chruinneachadh mar fhreagairt air cuideam meacanaigeach gnìomhaichte. Bidh mi a’ coimhead air criostalan, ceirmeag, stuth bith-eòlasach, cnàimh, DNA agus pròtanan, agus mar a bhios iad uile a’ dèiligeadh ris a’ bhuaidh piezoelectric.
criostalan
Is e piezoelectricity comas stuthan sònraichte gus cosgais dealain a chruinneachadh mar fhreagairt air cuideam meacanaigeach gnìomhaichte. Tha am facal piezoelectricity a’ tighinn bho na faclan Grèigeach πιέζειν (piezein) a’ ciallachadh ‘squeeze’ no ‘press’ agus ἤλεκτρον (ēlektron) a’ ciallachadh ‘òmar’, seann thùs de chosgais dealain. Tha stuthan piezoelectric a’ toirt a-steach criostalan, ceirmeag, stuth bith-eòlasach, cnàimh, DNA, agus pròtanan.
Tha piezoelectricity na eadar-obrachadh sreathach electromechanical eadar stàitean meacanaigeach agus dealain ann an stuthan criostalach le co-chothromachd tionndaidh. Tha a’ bhuaidh seo air a thionndadh air ais, a’ ciallachadh gu bheil stuthan a tha a’ taisbeanadh piezoelectricity cuideachd a’ nochdadh a’ bhuaidh piezoelectric air ais, a tha na ghineadh a-staigh de chuideam meacanaigeach mar thoradh air raon dealain gnìomhaichte. Tha eisimpleirean de stuthan a tha a’ gineadh piezoelectricity a ghabhas tomhas a’ toirt a-steach criostalan titanate zirconate luaidhe, a dh’ fhaodas a bhith air an deformachadh chun taobh tùsail aca no air an làimh eile, an taobh statach aca atharrachadh nuair a thèid raon dealain a-muigh a chuir an sàs. Canar a’ bhuaidh piezoelectric inverse ris an seo, agus thathar ga chleachdadh gus tonnan ultrasound a dhèanamh.
Lorg fiosaig Frangach Jacques agus Pierre Curie piezoelectricity ann an 1880. Chaidh a’ bhuaidh piezoelectric a chleachdadh airson grunn thagraidhean feumail, a’ toirt a-steach cinneasachadh agus lorg fuaim, clò-bhualadh inkjet piezoelectric, gineadh dealan bholtachd àrd, gineadairean gleoc, agus innealan dealanach leithid mar microbalances, dràibheadh nozzles ultrasonic, agus co-chruinneachaidhean optigeach fòcas ultrafine. Tha e cuideachd na bhunait airson a bhith a’ sganadh miocroscopan probe, a thathas a’ cleachdadh gus ìomhaighean air sgèile dadaman fhuasgladh. Bithear cuideachd a’ cleachdadh pickups piezoelectric ann an giotàr àrdaichte gu dealanach agus brosnachaidhean ann an drumaichean dealanach an latha an-diugh.
Bidh piezoelectricity a’ lorg cleachdadh làitheil ann a bhith a’ gineadh sradagan gus gas a lasadh ann an innealan còcaireachd is teasachaidh, a bharrachd air ann an lòchrain agus lasraichean toitean. Chaidh a’ bhuaidh pyroelectric, a tha na ghineadh de chomas dealain mar fhreagairt air atharrachadh teodhachd, a sgrùdadh le Carl Linnaeus agus Franz Aepinus ann am meadhan an 18mh linn, a’ tarraing air eòlas bho René Haüy agus Antoine César Becquerel, a shuidhich dàimh eadar meacanaigeach. cuideam agus cosgais dealain. Bha deuchainnean gus an teòiridh seo a dhearbhadh mì-chinnteach.
Tha an sealladh de chriostal piezo ann an neach-dìolaidh Curie aig Taigh-tasgaidh Hunterian ann an Alba na dhearbhadh air a’ bhuaidh piezoelectric dhìreach. Chuir na bràithrean Pierre agus Jacques Curie an cuid eòlais air pyroelectricity còmhla ri tuigse air na structaran criostail bunaiteach gus ro-innse pyroelectricity adhbhrachadh. Bha iad comasach air giùlan criostal ro-innse agus sheall iad a’ bhuaidh ann an criostalan leithid tourmaline, quartz, topaz, siùcar cane, agus salann Rochelle. Bha sodium potasium tartrate tetrahydrate agus quartz cuideachd a 'taisbeanadh piezoelectricity. Bidh diosc piezoelectric a’ gineadh bholtadh nuair a thèid a dheformachadh; tha an t-atharrachadh ann an cumadh air a chur ris gu mòr ann an taisbeanadh nan Curies.
B’ urrainn dhaibh cuideachd a’ bhuaidh piezoelectric converse a ro-innse agus na prionnsapalan bunaiteach thermodynamic air a chùlaibh a thoirt a-mach gu matamataigeach. Rinn Gabriel Lippmann seo ann an 1881. Dhaingnich na Curies sa bhad gu robh a’ bhuaidh mhalairteach ann, agus chaidh iad air adhart gu bhith a’ faighinn dearbhadh cainneachdail air tionndadh iomlan deformations electro-elasto-meacanaigeach ann an criostalan piezoelectric.
Airson deicheadan, bha piezoelectricity fhathast na fheòrachas obair-lann, ach bha e na inneal deatamach ann a bhith a’ lorg polonium agus radium le Pierre agus Marie Curie. Thàinig an obair aca gus na structaran criostail a bha a’ taisbeanadh piezoelectricity a sgrùdadh agus a mhìneachadh gu crìch nuair a chaidh Lehrbuch der Kristallphysik (Textbook of Crystal Physics) fhoillseachadh le Woldemar Voigt, a thug cunntas air na clasaichean criostail nàdarra a bha comasach air piezoelectricity agus a mhìnich gu mionaideach na comharran piezoelectric a’ cleachdadh mion-sgrùdadh tensor.
Chaidh cleachdadh practaigeach innealan piezoelectric ann an sonar a leasachadh aig àm a’ Chiad Chogaidh. Anns an Fhraing, leasaich Paul Langevin agus a cho-obraichean lorgaire bàta-tumaidh ultrasonic. Bha an lorgaire seo air a dhèanamh suas de transducer air a dhèanamh de chriostalan èiteag tana air an glaodhadh gu faiceallach ri truinnsearan stàilinn, ris an canar hydrophone, gus am mac-talla a chaidh a thilleadh a lorg às deidh dha buille àrd tricead a chuir a-mach. Le bhith a’ tomhas na h-ùine a bheir e gus mac-talla tonnan fuaim a chluinntinn a’ breabadh far nì, bha e comasach dhaibh an astar chun nì obrachadh a-mach. Bha an cleachdadh seo de piezoelectricity ann an sonar soirbheachail, agus chruthaich am pròiseact leasachadh mòr agus ùidh ann an innealan piezoelectric thar nan deicheadan.
crèadhadaireachd
Tha stuthan piezoelectric nan solidan a chruinnicheas cosgais dealain mar fhreagairt air cuideam meacanaigeach gnìomhaichte. Tha piezoelectricity a’ tighinn bho na faclan Grèigeach πιέζειν (piezein) a’ ciallachadh ‘squeeze’ neo ‘press’ agus ἤλεκτρον (ēlektron) a’ ciallachadh ‘òmar’, seann thùs de chosgais dealain. Bithear a’ cleachdadh stuthan piezoelectric ann an grunn thagraidhean, a’ gabhail a-steach cinneasachadh agus lorg fuaim, clò-bhualadh inkjet piezoelectric, agus gineadh dealan bholtachd àrd.
Lorgar stuthan piezoelectric ann an criostalan, ceirmeag, stuth bith-eòlasach, cnàimh, DNA, agus pròtanan. Is e ceirmeag na stuthan piezoelectric as cumanta a thathas a’ cleachdadh ann an tagraidhean làitheil. Tha ceirmeag air an dèanamh bho mheasgachadh de ocsaidean meatailt, leithid titanate zirconate luaidhe (PZT), a tha air an teasachadh gu teòthachd àrd gus cruth cruaidh a chruthachadh. Tha ceirmeag gu math seasmhach agus faodaidh iad seasamh ri fìor theodhachd agus cuideaman.
Tha grunn chleachdaidhean aig ceirmeag piezoelectric, nam measg:
• A' gineadh sradagan gus gas a lasadh airson innealan còcaireachd is teasachaidh, leithid lòchrain agus lasraichean thoitean.
• A' cruthachadh tonnan ultrasound airson ìomhaighean meidigeach.
• A’ gineadh dealan bholtaids àrd airson gineadairean gleoc agus innealan dealanach.
• A' cruthachadh meanbh-chothroman airson an cleachdadh ann an tomhas mionaideach.
• A’ draibheadh nozzles ultrasonic airson fòcas ultrafine de cho-chruinneachaidhean optigeach.
• A bhith na bhunait airson a bhith a’ sganadh miocroscopan probe, a dh’ fhuasglas ìomhaighean air sgèile dadaman.
• Pickups airson giotàr àrdaichte gu dealanach agus innealan-brosnachaidh airson drumaichean dealanach an latha an-diugh.
Bithear a’ cleachdadh ceirmeag piezoelectric ann an raon farsaing de thagraidhean, bho electronics luchd-cleachdaidh gu ìomhaighean meidigeach. Tha iad gu math seasmhach agus faodaidh iad seasamh ri fìor theodhachd agus cuideaman, gan dèanamh air leth freagarrach airson an cleachdadh ann an grunn ghnìomhachasan.
Cùis Bith-eòlais
Is e piezoelectricity comas stuthan sònraichte gus cosgais dealain a chruinneachadh mar fhreagairt air cuideam meacanaigeach gnìomhaichte. Tha e a’ tighinn bhon fhacal Grèigeach ‘piestein’, a’ ciallachadh ‘to squeeze or press’, agus ‘ēlektron’, a’ ciallachadh ‘òmar’, seann thùs de chosgais dealain.
Tha stuth bith-eòlasach leithid cnàimh, DNA, agus pròtanan am measg nan stuthan a tha a’ nochdadh piezoelectricity. Tha a’ bhuaidh seo air a thionndadh air ais, a’ ciallachadh gu bheil stuthan a tha a’ taisbeanadh piezoelectricity cuideachd a’ nochdadh a’ bhuaidh piezoelectric air ais, is e sin gineadh a-staigh de chuideam meacanaigeach mar thoradh air raon dealain gnìomhaichte. Tha eisimpleirean de na stuthan sin a’ toirt a-steach criostalan titanate zirconate luaidhe, a ghineas piezoelectricity a ghabhas tomhas nuair a tha an structar statach aca deformed bhon taobh thùsail aige. Air an làimh eile, nuair a thèid raon dealain taobh a-muigh a chuir an sàs, bidh na criostalan ag atharrachadh an taobh statach aca, a ’toirt a-mach tonnan ultrasound tron bhuaidh piezoelectric inverse.
Chaidh piezoelectricity a lorg leis an eòlaiche-fiosaig Frangach Jacques agus Pierre Curie ann an 1880. Bhon uair sin chaidh a chleachdadh airson grunn thagraidhean feumail, leithid:
• Dèanamh agus lorg fuaim
• Clò-bhualadh inkjet piezoelectric
• Gineadh dealain bholtaids àrd
• Gineadair cloc
• Innealan dealanach
• Microbalances
• Drive ultrasonic nozzles
• Co-chruinneachaidhean optigeach fòcas ultrafine
• Mar bhun-stèidh airson sganadh microscopes probe
• Fuasgail ìomhaighean aig sgèile dadaman
• Pickups ann an giotàr dealanach
• Luchd-brosnachaidh ann an drumaichean dealanach an latha an-diugh
Tha piezoelectricity cuideachd air a chleachdadh ann an nithean làitheil leithid còcaireachd gas agus innealan teasachaidh, lòchrain, solais toitean, agus barrachd. Chaidh a’ bhuaidh pyroelectric, a tha na thoradh air comas dealain mar fhreagairt air atharrachadh teothachd, a sgrùdadh le Carl Linnaeus agus Franz Aepinus ann am meadhan an 18mh linn. A’ tarraing air eòlas René Haüy agus Antoine César Becquerel, shuidhich iad dàimh eadar cuideam meacanaigeach agus cosgais dealain, ach cha robh na deuchainnean aca cinnteach.
Tha an sealladh de chriostal piezo anns an Curie Compensator aig Taigh-tasgaidh Hunterian ann an Alba na dhearbhadh air a’ bhuaidh piezoelectric dhìreach. Chuir na bràithrean Pierre agus Jacques Curie còmhla an eòlas air pyroelectricity agus an tuigse air na structaran criostail bunaiteach gus ro-innse pyroelectricity adhbhrachadh agus gus ro-innse a dhèanamh air giùlan criostal. Chaidh seo a dhearbhadh le buaidh criostalan leithid tourmaline, quartz, topaz, siùcar cane, agus salann Rochelle. Bha sodium agus potasium tartrate tetrahydrate agus quartz cuideachd a’ taisbeanadh piezoelectricity, agus chaidh diosc piezoelectric a chleachdadh gus bholtadh a ghineadh nuair a bha e deformed. Chaidh a’ bhuaidh seo a chuir ris gu mòr leis na Curies gus ro-innse a’ bhuaidh piezoelectric converse. Chaidh a’ bhuaidh chaol a thoirt a-mach gu matamataigeach bho phrionnsapalan bunaiteach thermodynamic le Gabriel Lippmann ann an 1881.
Dhaingnich na Curies sa bhad gu robh an droch bhuaidh ann, agus chaidh iad air adhart gu bhith a’ faighinn dearbhadh cainneachdail air tionndadh iomlan deformations electro-elasto-meacanaigeach ann an criostalan piezoelectric. Airson deicheadan, bha piezoelectricity fhathast na fheòrachas obair-lann gus an deach e gu bhith na inneal deatamach ann a bhith a’ lorg polonium agus radium le Pierre agus Marie Curie. Thàinig an obair aca gus na structaran criostal a bha a’ taisbeanadh piezoelectricity a sgrùdadh agus a mhìneachadh gu crìch nuair a chaidh ‘Lehrbuch der Kristallphysik’ (Leabhar-teacsa Crystal Physics) fhoillseachadh le Woldemar Voigt.
Bone
Is e piezoelectricity comas stuthan sònraichte gus cosgais dealain a chruinneachadh mar fhreagairt air cuideam meacanaigeach gnìomhaichte. Is e cnàimh aon de na stuthan sin a tha a’ nochdadh an iongantas seo.
Tha cnàimh na sheòrsa de stuth bith-eòlasach a tha air a dhèanamh suas de phròtainean agus mèinnirean, a’ toirt a-steach collagen, calcium, agus fosfar. Is e seo an stuth as piezoelectric de gach stuth bith-eòlasach, agus tha e comasach air bholtadh a ghineadh nuair a tha e fo uallach meacanaigeach.
Tha buaidh piezoelectric ann an cnàimh mar thoradh air an structar sònraichte aige. Tha e air a dhèanamh suas de lìonra de snàithleach collagen a tha freumhaichte ann am matrix de mhèinnirean. Nuair a tha cuideam meacanaigeach air a’ chnàimh, bidh na freumhagan collagen a’ gluasad, ag adhbhrachadh gum bi na mèinnirean air am polarachadh agus a’ gineadh cosgais dealain.
Tha grunn thagraidhean practaigeach aig a’ bhuaidh piezoelectric ann an cnàimh. Tha e air a chleachdadh ann an ìomhaighean meidigeach, leithid ultrasound agus ìomhaighean X-ray, gus briseadh cnàimh agus ana-cainnt eile a lorg. Tha e cuideachd air a chleachdadh ann an goireasan èisteachd giùlan cnàimh, a bhios a’ cleachdadh a’ bhuaidh piezoelectric gus tonnan fuaim a thionndadh gu comharran dealain a thèid a chuir gu dìreach chun chluais a-staigh.
Tha a’ bhuaidh piezoelectric ann an cnàimh cuideachd air a chleachdadh ann an implantan orthopédic, leithid joints fuadain agus buill-bodhaig prosthetic. Bidh na h-implantan a’ cleachdadh a’ bhuaidh piezoelectric gus lùth meacanaigeach a thionndadh gu lùth dealain, a tha an uairsin air a chleachdadh gus cumhachd a thoirt don inneal.
A bharrachd air an sin, thathas a’ sgrùdadh a’ bhuaidh piezoelectric ann an cnàimh airson a chleachdadh ann an leasachadh leigheasan meidigeach ùra. Mar eisimpleir, tha luchd-rannsachaidh a’ sgrùdadh cleachdadh piezoelectricity gus fàs cnàimh a bhrosnachadh agus clò millte a chàradh.
Gu h-iomlan, tha a’ bhuaidh piezoelectric ann an cnàimh na iongantas iongantach le raon farsaing de thagraidhean practaigeach. Thathas ga chleachdadh ann an grunn thagraidhean meidigeach agus teicneòlach, agus thathar ga sgrùdadh airson a chleachdadh ann an leasachadh leigheasan ùra.
DNA
Is e piezoelectricity comas stuthan sònraichte gus cosgais dealain a chruinneachadh mar fhreagairt air cuideam meacanaigeach gnìomhaichte. Is e DNA aon stuth den leithid a tha a’ taisbeanadh a’ bhuaidh seo. Tha DNA na mholacile bith-eòlasach a lorgar anns a h-uile fàs-bheairt beò agus tha e air a dhèanamh suas de cheithir bunaitean nucleotide: adenine (A), guanine (G), cytosine (C), agus thymine (T).
Tha DNA na mholacile iom-fhillte a dh'fhaodar a chleachdadh gus cosgais dealain a ghineadh nuair a tha e fo uallach meacanaigeach. Tha seo air sgàth gu bheil moileciuilean DNA air an dèanamh suas de dhà shreath de nucleotides a tha air an cumail còmhla le bannan hydrogen. Nuair a thèid na bannan sin a bhriseadh, thèid cosgais dealain a chruthachadh.
Chaidh buaidh piezoelectric DNA a chleachdadh ann an grunn thagraidhean, nam measg:
• A' gineadh dealain airson implantan meidigeach
• A' lorg agus a' tomhas feachdan meacanaigeach ann an ceallan
• A 'leasachadh mothachaidhean nanoscale
• Cruthachadh biosensors airson DNA a leantainn
• A' cruthachadh tonnan ultrasound airson ìomhaighean
Thathas cuideachd a’ sgrùdadh buaidh piezoelectric DNA airson a chleachdadh ann an leasachadh stuthan ùra, leithid nanowires agus nanotubes. Dh’ fhaodadh na stuthan sin a bhith air an cleachdadh airson grunn thagraidhean, a’ gabhail a-steach stòradh lùth agus mothachadh.
Chaidh sgrùdadh farsaing a dhèanamh air buaidh piezoelectric DNA agus chaidh a lorg gu bheil e gu math mothachail air cuideam meacanaigeach. Tha seo ga dhèanamh na inneal luachmhor dha luchd-rannsachaidh agus innleadairean a tha a’ coimhead ri stuthan agus teicneòlasan ùra a leasachadh.
Gu crìch, is e stuth a th ’ann an DNA a tha a’ taisbeanadh a ’bhuaidh piezoelectric, a tha comasach air cosgais dealain a chruinneachadh mar fhreagairt air cuideam meacanaigeach gnìomhaichte. Chaidh a’ bhuaidh seo a chleachdadh ann an grunn thagraidhean, a’ gabhail a-steach implantan meidigeach, mothachaidhean nanoscale, agus sreath DNA. Thathas cuideachd a’ sgrùdadh airson a chleachdadh ann an leasachadh stuthan ùra, leithid nanowires agus nanotubes.
Proteinichean
Is e piezoelectricity comas stuthan sònraichte gus cosgais dealain a chruinneachadh mar fhreagairt air cuideam meacanaigeach gnìomhaichte. Bidh stuthan piezoelectric, leithid pròtanan, criostalan, ceirmeag, agus stuth bith-eòlasach leithid cnàimh agus DNA, a’ nochdadh a’ bhuaidh seo. Tha proteinichean, gu sònraichte, nan stuth piezoelectric gun samhail, leis gu bheil iad air an dèanamh suas de structar iom-fhillte de amino-aigéid a dh’ fhaodar a dhealbhadh gus cosgais dealain a ghineadh.
Is e proteinichean an seòrsa stuth piezoelectric as pailte, agus lorgar iad ann an grunn chruthan. Gheibhear iad ann an cruth enzyman, hormonaichean, agus antibodies, a bharrachd air ann an cruth pròtanan structarail leithid collagen agus keratin. Tha proteinichean cuideachd rim faighinn ann an cruth pròtainean fèithe, a tha an urra ri giorrachadh fèithean agus fois.
Tha buaidh piezoelectric pròtanan mar thoradh air gu bheil iad air an dèanamh suas de structar iom-fhillte de amino-aigéid. Nuair a tha na h-amino-aigéid sin air an deformachadh, bidh iad a’ gineadh cosgais dealain. Faodar an cosgais dealain seo a chleachdadh an uairsin gus cumhachd a thoirt do ghrunn innealan, leithid mothachairean agus actuators.
Bidh proteinichean cuideachd air an cleachdadh ann an grunn thagraidhean meidigeach. Mar eisimpleir, bidh iad air an cleachdadh gus làthaireachd pròtainean sònraichte a lorg anns a ’bhodhaig, a dh’ fhaodar a chleachdadh gus galairean a dhearbhadh. Bidh iad cuideachd air an cleachdadh gus làthaireachd bacteria agus bhìorasan sònraichte a lorg, a dh'fhaodar a chleachdadh gus galairean a dhearbhadh.
Bidh proteinichean cuideachd air an cleachdadh ann an grunn thagraidhean gnìomhachais. Mar eisimpleir, bidh iad air an cleachdadh gus mothachairean agus actuators a chruthachadh airson grunn phròiseasan gnìomhachais. Bidh iad cuideachd air an cleachdadh gus stuthan a chruthachadh a ghabhas cleachdadh ann a bhith a 'togail phlèanaichean agus carbadan eile.
Gu crìch, tha pròtanan nan stuth piezoelectric gun samhail a dh’ fhaodar a chleachdadh ann an grunn thagraidhean. Tha iad air an dèanamh suas de structar iom-fhillte de amino-aigéid a dh’ fhaodar a dhealbhadh gus cosgais dealain a ghineadh, agus tha iad air an cleachdadh ann an grunn thagraidhean meidigeach agus gnìomhachais.
Buain lùth le piezoelectricity
Anns an earrainn seo, bidh mi a’ bruidhinn air mar as urrainnear piezoelectricity a chleachdadh airson lùth a bhuain. Bidh mi a’ coimhead air na diofar thagraidhean a th’ aig piezoelectricity, bho chlò-bhualadh inkjet piezoelectric gu gineadairean gleoc agus microbalances. Bidh mi cuideachd a’ rannsachadh eachdraidh piezoelectricity, bho chaidh a lorg le Pierre Curie gu mar a chaidh a chleachdadh san Dàrna Cogadh. Mu dheireadh, bidh mi a 'bruidhinn air staid làithreach a' ghnìomhachais piezoelectric agus na cothroman airson tuilleadh fàis.
Clò-bhualadh inkjet piezoelectric
Is e piezoelectricity comas stuthan sònraichte gus cosgais dealain a ghineadh mar fhreagairt air cuideam meacanaigeach gnìomhaichte. Tha am facal ‘piezoelectricity’ a’ tighinn bho na faclan Grèigeach ‘piezein’ (airson brùthadh no brùthadh) agus ‘elektron’ (òmar), seann thùs de chosgais dealain. Bithear a’ cleachdadh stuthan piezoelectric, leithid criostalan, ceirmeag, agus stuth bith-eòlasach leithid cnàimh agus DNA ann an grunn thagraidhean.
Tha piezoelectricity air a chleachdadh gus dealan bholtachd àrd a ghineadh, mar ghineadair cloc, ann an innealan dealanach, agus ann am meanbh-chothromachadh. Tha e cuideachd air a chleachdadh airson a bhith a’ draibheadh nozzles ultrasonic agus co-chruinneachaidhean optigeach fòcas ultrafine. Tha clò-bhualadh inkjet piezoelectric na chleachdadh mòr-chòrdte den teicneòlas seo. Is e seo seòrsa de chlò-bhualadh a bhios a’ cleachdadh criostalan piezoelectric gus crathadh àrd-tricead a ghineadh, a thathas a’ cleachdadh gus boinneagan inc a chuir a-mach air duilleag.
Tha lorg piezoelectricity a’ dol air ais gu 1880, nuair a lorg am fiosaig Frangach Jacques agus Pierre Curie a’ bhuaidh. Bhon uairsin, chaidh a’ bhuaidh piezoelectric a chleachdadh airson grunn thagraidhean feumail. Bithear a’ cleachdadh piezoelectricity ann an nithean làitheil leithid còcaireachd gas agus innealan teasachaidh, lòchrain, solais toitean, agus pickups ann an giotàr àrdaichte gu dealanach agus innealan-brosnachaidh ann an drumaichean dealanach an latha an-diugh.
Tha piezoelectricity cuideachd air a chleachdadh ann an rannsachadh saidheansail. Tha e na bhunait airson a bhith a’ sganadh miocroscopan probe, a thathas a’ cleachdadh gus ìomhaighean fhuasgladh air sgèile dadaman. Tha e cuideachd air a chleachdadh ann an reflectometers àrainn ùine ultrasonic, a bhios a’ cur buillean ultrasonic a-steach do stuth agus a ’tomhas na faileasan gus neo-sheasmhachd a lorg agus lochdan a lorg taobh a-staigh nithean meatailt agus cloiche.
Tha leasachadh innealan agus stuthan piezoelectric air a stiùireadh leis an fheum air coileanadh nas fheàrr agus pròiseasan saothrachaidh nas fhasa. Anns na Stàitean Aonaichte, tha leasachadh criostalan quartz airson cleachdadh malairteach air a bhith na phrìomh adhbhar ann am fàs gnìomhachas piezoelectric. An coimeas ri sin, tha luchd-saothrachaidh Iapanach air a bhith comasach air fiosrachadh a cho-roinn gu sgiobalta agus tagraidhean ùra a leasachadh, a’ leantainn gu fàs luath ann am margaidh Iapanach.
Tha piezoelectricity air cruth-atharrachadh a thoirt air an dòigh sa bheil sinn a’ cleachdadh lùth, bho nithean làitheil leithid solais gu rannsachadh saidheansail adhartach. Is e teicneòlas ioma-ghnìomhach a th’ ann a tha air ar comasachadh stuthan agus cleachdaidhean ùra a sgrùdadh agus a leasachadh, agus bidh e fhathast na phàirt chudromach de ar beatha airson bliadhnaichean ri thighinn.
Gineadh dealain bholtaids àrd
Is e piezoelectricity comas cuid de stuthan cruaidh gus cosgais dealain a chruinneachadh mar fhreagairt air cuideam meacanaigeach gnìomhaichte. Tha am facal ‘piezoelectricity’ a’ tighinn bho na faclan Grèigeach ‘piezein’ a’ ciallachadh ‘squeeze’ no ‘press’ agus ‘ēlektron’ a’ ciallachadh ‘òmar’, seann thùs de chosgais dealain. Tha piezoelectricity na eadar-obrachadh sreathach electromechanical eadar stàitean meacanaigeach agus dealain ann an stuthan criostalach le co-chothromachd tionndaidh.
Tha a’ bhuaidh piezoelectric na phròiseas reversible; Bidh stuthan a tha a ’taisbeanadh piezoelectricity cuideachd a’ nochdadh a ’bhuaidh piezoelectric cùil, gineadh a-staigh de chuideam meacanaigeach mar thoradh air raon dealain gnìomhaichte. Mar eisimpleir, bidh criostalan titanate zirconate luaidhe a’ gineadh piezoelectricity a ghabhas tomhas nuair a tha an structar statach aca deformed bhon taobh thùsail aige. Air an làimh eile, faodaidh criostalan an tomhas statach aca atharrachadh nuair a thèid raon dealain a-muigh a chuir an sàs, iongantas ris an canar a ’bhuaidh piezoelectric inverse, a thathas a’ cleachdadh ann a bhith a ’dèanamh tonnan ultrasound.
Tha a’ bhuaidh piezoelectric air a chleachdadh ann an grunn thagraidhean, a’ toirt a-steach gineadh dealan bholtachd àrd. Bithear a’ cleachdadh stuthan piezoelectric ann a bhith a’ dèanamh agus a’ lorg fuaim, ann an clò-bhualadh inkjet piezoelectric, ann an gineadairean gleoc, ann an innealan dealanach, ann am meanbh-chothromachadh, ann an soic ultrasonic dràibhidh, agus ann an co-chruinneachaidhean optigeach fòcas ultrafine.
Bithear a’ cleachdadh piezoelectricity cuideachd ann an tagraidhean làitheil, leithid a bhith a’ gineadh sradagan gus gas a lasadh ann an innealan còcaireachd is teasachaidh, ann an lòchrain, solais toitean, agus stuthan buaidh pyroelectric, a ghineas comas dealain mar fhreagairt air atharrachadh teothachd. Chaidh a’ bhuaidh seo a sgrùdadh le Carl Linnaeus agus Franz Aepinus ann am meadhan an 18mh linn, a’ tarraing air eòlas bho René Haüy agus Antoine César Becquerel, a thog dàimh eadar cuideam meacanaigeach agus cosgais dealain, ged a bha na deuchainnean aca neo-chinnteach.
Dh'adhbhraich an eòlas co-cheangailte air pyroelectricity agus an tuigse air na structaran criostail bunaiteach ro-innse pyroelectricity agus an comas ro-innse giùlan criostail. Chaidh seo a dhearbhadh le buaidh criostalan leithid tourmaline, quartz, topaz, siùcar cane, agus salann Rochelle. Bha sodium potasium tartrate tetrahydrate agus quartz cuideachd a’ taisbeanadh piezoelectricity, agus chaidh diosc piezoelectric a chleachdadh gus bholtadh a ghineadh nuair a bha e deformed. Bha seo air a chur ris gu mòr ann an taisbeanadh nan Curies air a’ bhuaidh piezoelectric dhìreach.
Chaidh na bràithrean Pierre agus Jacques Curie air adhart gus dearbhadh cainneachdail fhaighinn air tionndadh iomlan deformations electro-elasto-meacanaigeach ann an criostalan piezoelectric. Airson deicheadan, bha piezoelectricity fhathast na fheòrachas obair-lann, ach bha e na inneal deatamach ann a bhith a’ lorg polonium agus radium le Pierre agus Marie Curie. Thàinig an obair aca gus na structaran criostail a bha a’ taisbeanadh piezoelectricity a sgrùdadh agus a mhìneachadh gu crìch nuair a chaidh Lehrbuch der Kristallphysik (Textbook of Crystal Physics) fhoillseachadh le Woldemar Voigt, a thug cunntas air na clasaichean criostail nàdarra a bha comasach air piezoelectricity agus a mhìnich gu mionaideach na comharran piezoelectric a’ cleachdadh mion-sgrùdadh tensor.
Thòisich cleachdadh practaigeach innealan piezoelectric le leasachadh sonar sa Chiad Chogadh. Bha an lorgaire air a dhèanamh suas de transducer air a dhèanamh le criostalan èiteag tana air an glaodhadh gu faiceallach ri truinnsearan stàilinn, agus fòn-uisge gus am mac-talla a chaidh a thilleadh a lorg. Le bhith a’ leigeil a-mach buille àrd-tricead bhon transducer agus a’ tomhas na h-ùine a bheir e gus mac-talla nan tonnan fuaim a chluinntinn a’ breabadh far nì, bha e comasach dhaibh astar an nì obrachadh a-mach. Chleachd iad piezoelectricity gus am sonar a dhèanamh soirbheachail, agus chruthaich am pròiseact leasachadh mòr agus ùidh ann an innealan piezoelectric thairis air na deicheadan às deidh sin.
Chaidh stuthan piezoelectric ùra agus tagraidhean ùra airson na stuthan sin a sgrùdadh agus a leasachadh. Lorg innealan piezoelectric dachaighean ann an grunn raointean, leithid cartrids phonograph ceirmeag, a rinn dealbhadh cluicheadair nas sìmplidhe agus a rinn cluicheadairean clàran nas saoire agus nas cruinne a bha na bu shaoire a chumail suas agus na b’ fhasa a thogail. Le leasachadh transducers ultrasonic chaidh slaodachd agus elasticity lionntan is solidan a thomhas gu furasta, agus mar thoradh air sin thàinig adhartas mòr ann an rannsachadh stuthan. Bidh reflectometers fearann ùine ultrasonic a ’cur buille ultrasonic a-steach do stuth agus a’ tomhas na faileasan agus na neo-leantalachd gus lochdan a lorg taobh a-staigh nithean meatailt agus cloiche, a ’leasachadh sàbhailteachd structarail.
Chunnaic an Dàrna Cogadh buidhnean rannsachaidh neo-eisimeileach anns na Stàitean Aonaichte, an Ruis agus Iapan a’ lorg clas ùr de stuthan synthetigeach ris an canar fer
Gineadair cloc
Is e piezoelectricity comas stuthan sònraichte gus cosgais dealain a chruinneachadh mar fhreagairt air cuideam meacanaigeach gnìomhaichte. Chaidh an iongantas seo a chleachdadh gus grunn thagraidhean feumail a chruthachadh, a’ toirt a-steach gineadairean gleoc. Tha gineadairean cloc nan innealan a bhios a’ cleachdadh piezoelectricity gus comharran dealain a ghineadh le àm mionaideach.
Bithear a’ cleachdadh gineadairean cloc ann an grunn thagraidhean, leithid ann an coimpiutairean, cian-chonaltradh, agus siostaman chàraichean. Bidh iad cuideachd air an cleachdadh ann an innealan meidigeach, leithid luchd-pacaidh, gus dèanamh cinnteach à àm ceart de chomharran dealain. Bidh gineadairean cloc cuideachd air an cleachdadh ann an fèin-ghluasad gnìomhachais agus innealan-fuadain, far a bheil àm mionaideach riatanach.
Tha a’ bhuaidh piezoelectric stèidhichte air an eadar-obrachadh sreathach electromechanical eadar stàitean meacanaigeach agus dealain ann an stuthan criostalach le co-chothromachd tionndaidh. Tha a’ bhuaidh seo air a thionndadh air ais, a’ ciallachadh gum faod stuthan a tha a’ nochdadh piezoelectricity cuideachd cuideam meacanaigeach a ghineadh nuair a thèid raon dealain a chuir an sàs. Canar a’ bhuaidh piezoelectric inverse ris an seo agus thathar ga chleachdadh gus tonnan ultrasound a dhèanamh.
Bidh gineadairean cloc a’ cleachdadh a’ bhuaidh piezoelectric seo gus comharran dealain a ghineadh le àm mionaideach. Tha an stuth piezoelectric air a dheformachadh le raon dealain, a bheir air crith aig tricead sònraichte. Tha an crathadh seo an uairsin air a thionndadh gu bhith na chomharradh dealain, a thathas a’ cleachdadh gus comharra ùine mionaideach a ghineadh.
Bithear a’ cleachdadh gineadairean cloc ann an grunn thagraidhean, bho innealan meidigeach gu fèin-ghluasad gnìomhachais. Tha iad earbsach, ceart, agus furasta an cleachdadh, gan dèanamh mar roghainn mòr-chòrdte airson mòran thagraidhean. Tha piezoelectricity na phàirt chudromach de theicneòlas an latha an-diugh, agus tha gineadairean gleoc dìreach mar aon de na h-iomadh cleachdadh den iongantas seo.
Innealan dealanach
Is e piezoelectricity comas cuid de stuthan cruaidh gus cosgais dealain a chruinneachadh mar fhreagairt air cuideam meacanaigeach gnìomhaichte. Tha an t-iongantas seo, ris an canar a’ bhuaidh piezoelectric, air a chleachdadh ann an grunn innealan dealanach, bho pickups ann an giotàr àrdaichte gu dealanach gu brosnachaidhean ann an drumaichean dealanach an latha an-diugh.
Tha piezoelectricity a’ tighinn bho na faclan Grèigeach πιέζειν (piezein) a’ ciallachadh “squeeze” neo “press” agus ἤλεκτρον (ēlektron) a’ ciallachadh “òmar”, seann thùs de chosgais dealain. Is e stuthan piezoelectric criostalan, ceirmeag, agus stuth bith-eòlasach leithid cnàmhan agus pròtanan DNA, a tha a’ taisbeanadh a’ bhuaidh piezoelectric.
Is e a’ bhuaidh piezoelectric eadar-obrachadh sreathach electromechanical eadar stàitean meacanaigeach agus dealain ann an stuthan criostalach le co-chothromachd tionndaidh. Is e pròiseas reversible a th’ ann, a tha a’ ciallachadh gu bheil stuthan a tha a’ taisbeanadh a’ bhuaidh piezoelectric cuideachd a’ taisbeanadh a’ bhuaidh piezoelectric air ais, is e sin gineadh a-staigh de chuideam meacanaigeach mar thoradh air raon dealain gnìomhaichte. Mar eisimpleir, bidh criostalan titanate zirconate luaidhe a’ gineadh piezoelectricity a ghabhas tomhas nuair a tha an structar statach aca deformed bhon taobh thùsail aige. Air an làimh eile, faodaidh criostalan an tomhas statach aca atharrachadh nuair a thèid raon dealain a-muigh a chuir an sàs, iongantas ris an canar a ’bhuaidh piezoelectric inverse, a thathas a’ cleachdadh ann a bhith a ’dèanamh tonnan ultrasound.
Tha lorg piezoelectricity air a chreidsinn don eòlaiche-fiosaig Frangach Pierre agus Jacques Curie, a sheall a’ bhuaidh piezoelectric dhìreach ann an 1880. Dh’adhbhraich an eòlas còmhla aca air pyroelectricity agus tuigse air na structaran criostail bunaiteach ro-innse mun bhuaidh pyroelectric, agus an comas ro-innse. chaidh giùlan criostail a dhearbhadh le buaidh criostalan leithid tourmaline, quartz, topaz, siùcar cane, agus salann Rochelle.
Thathas air piezoelectricity a chleachdadh ann an grunn thagraidhean làitheil, leithid a bhith a’ gineadh sradagan gus gas a lasadh ann an innealan còcaireachd is teasachaidh, lòchrain, solais toitean, agus stuthan buaidh pyroelectric a ghineas comas dealain mar fhreagairt air atharrachadh teothachd. Chaidh seo a sgrùdadh le Carl Linnaeus agus Franz Aepinus ann am meadhan an 18mh linn, a’ tarraing air eòlas bho René Haüy agus Antoine César Becquerel, a thog dàimh eadar cuideam meacanaigeach agus cosgais dealain. Cha robh deuchainnean cinnteach, ge-tà, gus an do sheall an sealladh de chriostal piezo aig taigh-tasgaidh dìolaidh Curie ann an Alba a’ bhuaidh piezoelectric dìreach aig na bràithrean Curie.
Bithear a’ cleachdadh piezoelectricity ann an grunn innealan dealanach, bho pickups ann an giotàr àrdaichte gu dealanach gu brosnachaidhean ann an drumaichean dealanach an latha an-diugh. Tha e cuideachd air a chleachdadh ann a bhith a 'dèanamh agus a' lorg fuaim, clò-bhualadh inkjet piezoelectric, gineadh dealan bholtachd àrd, gineadairean cloc, microbalances, nozzles ultrasonic dràibhidh, agus co-chruinneachaidhean optigeach fòcas ultrafine. Tha piezoelectricity cuideachd na bhunait airson a bhith a’ sganadh microsgopan probe, a thathas a’ cleachdadh gus ìomhaighean fhuasgladh aig sgèile dadaman.
Microbalances
Is e piezoelectricity comas cuid de stuthan cruaidh gus cosgais dealain a chruinneachadh mar fhreagairt air cuideam meacanaigeach gnìomhaichte. Tha piezoelectricity a’ tighinn bho na faclan Grèigeach πιέζειν (piezein), a’ ciallachadh “squeeze” neo “press”, agus ἤλεκτρον (ēlektron), a’ ciallachadh “amber”, seann thùs de chosgais dealain.
Bithear a’ cleachdadh piezoelectricity ann an grunn thagraidhean làitheil, leithid a bhith a’ gineadh sradagan gus gas a lasadh airson innealan còcaireachd is teasachaidh, lòchrain, solais toitean, agus barrachd. Tha e cuideachd air a chleachdadh ann a bhith a 'dèanamh agus a' lorg fuaim, agus ann an clò-bhualadh inkjet piezoelectric.
Tha piezoelectricity cuideachd air a chleachdadh gus dealan bholtachd àrd a ghineadh, agus tha e na bhunait airson gineadairean gleoc agus innealan dealanach leithid microbalances. Bithear a’ cleachdadh piezoelectricity cuideachd airson a bhith a’ draibheadh nozzles ultrasonic agus co-chruinneachaidhean optigeach fòcas ultrafine.
Tha lorg piezoelectricity mar chreideas don eòlaiche fiosaigeach Frangach Jacques agus Pierre Curie ann an 1880. Chuir na bràithrean Curie an cuid eòlais air pyroelectricity còmhla agus an tuigse air na structaran criostail bunaiteach gus bun-bheachd piezoelectricity adhbhrachadh. Bha iad comasach air giùlan criostal ro-innse agus sheall iad a’ bhuaidh ann an criostalan leithid tourmaline, quartz, topaz, siùcar cane, agus salann Rochelle.
Chaidh a’ bhuaidh piezoelectric a chleachdadh airson tagraidhean feumail, a’ toirt a-steach cinneasachadh agus lorg fuaim. Bha leasachadh sonar aig àm a’ Chiad Chogaidh na adhartas mòr ann an cleachdadh piezoelectricity. Às deidh an Dàrna Cogadh, lorg buidhnean rannsachaidh neo-eisimeileach anns na Stàitean Aonaichte, an Ruis agus Iapan clas ùr de stuthan synthetigeach ris an canar ferroelectrics, a bha a’ taisbeanadh stuthan piezoelectric suas ri deich tursan nas àirde na stuthan nàdarra.
Dh’ adhbhraich seo sgrùdadh agus leasachadh dian air stuthan barium titanate agus an dèidh sin stuthan zirconate titanate luaidhe, aig an robh feartan sònraichte airson tagraidhean sònraichte. Chaidh eisimpleir chudromach de chleachdadh criostalan piezoelectric a leasachadh aig Bell Telephone Laboratories às deidh an Dàrna Cogadh.
Leasaich Frederick R. Lack, ag obair anns an roinn innleadaireachd fòn rèidio, criostal gearraidh a bha ag obair thairis air raon farsaing de theodhachd. Cha robh feum aig criostal dìth air na h-innealan trom de chriostalan a bh 'ann roimhe, a' comasachadh a chleachdadh ann am plèanaichean. Leig an leasachadh seo le feachdan adhair nan Caidreach a dhol an sàs ann an ionnsaighean mòra co-òrdanaichte a’ cleachdadh rèidio itealain.
Chùm leasachadh innealan agus stuthan piezoelectric anns na Stàitean Aonaichte grunn chompanaidhean ann an gnìomhachas, agus chaidh leasachadh criostalan quartz a chleachdadh gu malairteach. Bhon uair sin chaidh stuthan piezoelectric a chleachdadh ann an grunn thagraidhean, a’ toirt a-steach ìomhaighean meidigeach, glanadh ultrasonic, agus barrachd.
Dràibheadh ultrasonach nozzle
Is e piezoelectricity an cosgais dealain a bhios a’ cruinneachadh ann an cuid de stuthan cruaidh leithid criostalan, ceirmeag, agus stuth bith-eòlasach leithid cnàimh agus DNA. Is e freagairt a th’ ann do chuideam meacanaigeach gnìomhaichte agus tha e a’ tighinn bho na faclan Grèigeach ‘piezein’, a’ ciallachadh ‘squeeze’ no ‘press’, agus ‘elektron’, a’ ciallachadh ‘òmar’, seann thùs de chosgais dealain.
Is e a’ bhuaidh piezoelectric eadar-obrachadh sreathach electromechanical eadar stàitean meacanaigeach agus dealain stuthan criostalach le co-chothromachd tionndaidh. Is e pròiseas reversible a th ’ann, a’ ciallachadh gu bheil stuthan a tha a ’taisbeanadh a’ bhuaidh piezoelectric cuideachd a ’nochdadh a’ bhuaidh piezoelectric cùil, is e sin gineadh a-staigh de chuideam meacanaigeach mar thoradh air raon dealain gnìomhaichte. Is e eisimpleir de seo criostalan titanate zirconate luaidhe, a ghineas piezoelectricity a ghabhas tomhas nuair a tha an structar statach aca deformed bhon taobh thùsail aige. Air an làimh eile, nuair a thèid raon dealain taobh a-muigh a chuir an sàs, bidh na criostalan ag atharrachadh an taobh statach aca, agus mar thoradh air sin bidh buaidh piezoelectric inverse, is e sin cinneasachadh tonnan ultrasound.
Lorg na fiosaichean Frangach Jacques agus Pierre Curie piezoelectricity ann an 1880 agus bhon uair sin chaidh a chleachdadh airson grunn thagraidhean feumail, a’ toirt a-steach cinneasachadh agus lorg fuaim. Bidh piezoelectricity cuideachd a’ lorg cleachdaidhean làitheil, leithid a bhith a’ gineadh sradagan gus gas a lasadh ann an innealan còcaireachd is teasachaidh, lòchrain, solais toitean, agus barrachd.
Chaidh a’ bhuaidh pyroelectric, a tha na stuth a ghineas comas dealain mar fhreagairt air atharrachadh teodhachd, a sgrùdadh le Carl Linnaeus, Franz Aepinus, agus meadhan an 18mh linn a’ tarraing eòlas bho René Haüy agus Antoine César Becquerel a thog an dàimh eadar cuideam meacanaigeach agus cuideam meacanaigeach. cosgais dealain. Bha deuchainnean gus seo a dhearbhadh mì-chinnteach.
Tha an sealladh de chriostal piezo anns an Curie Compensator aig Taigh-tasgaidh Hunterian ann an Alba na dhearbhadh air a’ bhuaidh piezoelectric dhìreach aig na bràithrean Pierre agus Jacques Curie. Le bhith a’ cothlamadh an eòlais air pyroelectricity agus a’ tuigsinn nan structaran criostail bunaiteach, thàinig ro-innse air pyroelectricity agus leig leotha ro-innse giùlan criostal. Chaidh seo a dhearbhadh le buaidh criostalan leithid tourmaline, quartz, topaz, siùcar cane, agus salann Rochelle. Bha sodium agus potasium tartrate tetrahydrate agus quartz cuideachd a’ taisbeanadh piezoelectricity, agus chaidh diosc piezoelectric a chleachdadh gus bholtadh a ghineadh nuair a bha e deformed. Bha seo air a chuir ris gu mòr leis na Curies gus ro-innse a dhèanamh air a’ bhuaidh piezoelectric converse, a chaidh a thoirt a-mach gu matamataigeach bho phrionnsapalan bunaiteach thermodynamic le Gabriel Lippmann ann an 1881.
Dhaingnich na Curies sa bhad gu robh an droch bhuaidh ann, agus chaidh iad air adhart gu bhith a’ faighinn dearbhadh cainneachdail air tionndadh iomlan deformations electro-elasto-meacanaigeach ann an criostalan piezoelectric. Airson deicheadan, bha piezoelectricity fhathast na fheòrachas obair-lann, ach bha e na inneal deatamach ann a bhith a’ lorg polonium agus radium le Pierre agus Marie Curie san obair aca gus structaran criostail a bha a’ nochdadh piezoelectricity a sgrùdadh agus a mhìneachadh. Thàinig seo gu crìch le foillseachadh Lehrbuch der Kristallphysik aig Woldemar Voigt (Leabhar-teacsa de Crystal Physics), a thug cunntas air na clasaichean criostail nàdarra a bha comasach air piezoelectricity agus a mhìnich gu cruaidh na comharran piezoelectric tro sgrùdadh tensor.
Thòisich cleachdadh practaigeach innealan piezoelectric le sonar, a chaidh a leasachadh aig àm a 'Chogaidh Mhòir. Anns an Fhraing, leasaich Paul Langevin agus a cho-obraichean lorgaire bàta-tumaidh ultrasonic. Bha an lorgaire air a dhèanamh suas de transducer dèanta de chriostalan èiteag tana air an glaodhadh gu faiceallach ri truinnsearan stàilinn, ris an canar hydrophone, gus am mac-talla a chaidh a thilleadh a lorg às deidh dha buille àrd tricead a chuir a-mach. Le bhith a’ tomhas na h-ùine a bheir e gus mac-talla tonnan fuaim a chluinntinn a’ breabadh far nì, b’ urrainn dhaibh astar an nì obrachadh a-mach. Bha an cleachdadh seo de piezoelectricity ann an sonar soirbheachail, agus chruthaich am pròiseact leasachadh mòr agus ùidh ann an innealan piezoelectric airson deicheadan.
Chaidh stuthan piezoelectric ùra agus tagraidhean ùra airson na stuthan sin a sgrùdadh agus a leasachadh, agus lorg innealan piezoelectric dachaighean ann an raointean leithid cartrids phonograph ceirmeach, a rinn sìmplidh air dealbhadh cluicheadair agus a rinn airson cluicheadairean clàraidh nas saoire agus nas cruinne a bha na bu shaoire a chumail suas agus na b’ fhasa a thogail. . Le leasachadh transducers ultrasonic chaidh slaodachd agus elasticity lionntan is solidan a thomhas gu furasta, agus mar thoradh air sin thàinig adhartas mòr ann an rannsachadh stuthan. Bidh meòmhradairean àrainn ùine ultrasonach a’ cur buille ultrasonic tro stuth agus a’ tomhas na faileasan agus na neo-leantalachd gus lochdan a lorg taobh a-staigh nithean meatailt agus cloiche
Co-chruinneachaidhean optigeach fòcas ultrafine
Is e piezoelectricity comas stuthan sònraichte gus cosgais dealain a chruinneachadh nuair a tha iad fo uallach meacanaigeach. Is e eadar-obrachadh sreathach electromechanical a th’ ann eadar stàitean dealain agus meacanaigeach de stuthan criostalach le co-chothromachd tionndaidh. Is e pròiseas reversible a th’ ann am piezoelectricity, a’ ciallachadh gu bheil stuthan a tha a’ taisbeanadh piezoelectricity cuideachd a’ nochdadh a’ bhuaidh piezoelectric cùil, is e sin gineadh a-staigh de chuideam meacanaigeach mar thoradh air raon dealain gnìomhaichte.
Chaidh piezoelectricity a chleachdadh ann an grunn thagraidhean, a’ gabhail a-steach cinneasachadh agus lorg fuaim, agus gineadh dealan bholtachd àrd. Tha piezoelectricity cuideachd air a chleachdadh ann an clò-bhualadh inkjet, gineadairean cloc, innealan dealanach, microbalances, draibheadh solas ultrasonic, agus co-chruinneachaidhean optigeach fòcas ultrafine.
Chaidh piezoelectricity a lorg ann an 1880 leis an luchd-fiosaig Frangach Jacques agus Pierre Curie. Thathas a’ cleachdadh a’ bhuaidh piezoelectric ann an tagraidhean feumail, leithid cinneasachadh agus lorg fuaim, agus gineadh dealan bholtachd àrd. Bithear cuideachd a’ cleachdadh clò-bhualadh inkjet piezoelectric, a bharrachd air gineadairean gleoc, innealan dealanach, meanbh-chothroman, draibheadh nozzles ultrasonic, agus co-chruinneachaidhean optigeach fòcas ultrafine.
Tha piezoelectricity air faighinn a-steach do chleachdaidhean làitheil, leithid a bhith a’ gineadh sradagan gus gas a lasadh airson innealan còcaireachd is teasachaidh, lòchrain, solais toitean, agus stuthan buaidh pyroelectric a ghineas comas dealain mar fhreagairt air atharrachadh teothachd. Chaidh a’ bhuaidh seo a sgrùdadh le Carl Linnaeus agus Franz Aepinus ann am meadhan an 18mh linn, a’ tarraing air eòlas bho René Haüy agus Antoine César Becquerel a thog dàimh eadar cuideam meacanaigeach agus cosgais dealain. Bha deuchainnean neo-chinnteach.
Tha an sealladh de chriostal piezo anns an Curie Compensator aig Taigh-tasgaidh Hunterian ann an Alba na dhearbhadh air a’ bhuaidh piezoelectric dhìreach aig na bràithrean Pierre agus Jacques Curie. Còmhla ris an eòlas aca air pyroelectricity agus an tuigse air na structaran criostail bunaiteach, dh’ adhbhraich iad ro-innse pyroelectricity agus an comas ro-innse giùlan criostal. Chaidh seo a dhearbhadh le buaidh criostalan leithid tourmaline, quartz, topaz, siùcar cane, agus salann Rochelle.
Sheall tetrahydrate tartrate sodium agus potasium, agus salann quartz agus Rochelle piezoelectricity, agus chaidh diosc piezoelectric a chleachdadh gus bholtadh a ghineadh nuair a bha e deformed, ged a bha an atharrachadh ann an cumadh air a chuir ris gu mòr. Bha na Curies a’ ro-innse a’ bhuaidh piezoelectric converse, agus chaidh a’ bhuaidh chaol a thoirt a-mach gu matamataigeach bho phrionnsabalan bunaiteach thermodynamic le Gabriel Lippmann ann an 1881. Dhaingnich na Curies sa bhad gu robh a’ bhuaidh chaochlaideach ann, agus chaidh iad air adhart gu bhith a’ faighinn dearbhadh cainneachdail air tionndadh iomlan electro-. deformations elasto-meacanaigeach ann an criostalan piezoelectric.
Airson deicheadan, bha piezoelectricity fhathast na fheòrachas obair-lann gus an deach e gu bhith na inneal deatamach ann a bhith a’ lorg polonium agus radium le Pierre agus Marie Curie. Thàinig an obair aca gus na structaran criostail a bha a’ taisbeanadh piezoelectricity a sgrùdadh agus a mhìneachadh gu crìch nuair a chaidh Lehrbuch der Kristallphysik (Leabhar-teacsa Crystal Physics) fhoillseachadh le Woldemar Voigt. Thug seo cunntas air na clasaichean criostail nàdarra a bha comasach air piezoelectricity agus mhìnich e gu mionaideach na h-ìrean piezoelectric le bhith a’ cleachdadh mion-sgrùdadh tensor airson cleachdadh practaigeach air innealan piezoelectric.
Bha leasachadh sonar na phròiseact soirbheachail a chruthaich leasachadh mòr agus ùidh ann an innealan piezoelectric. Deicheadan às deidh sin, chaidh stuthan piezoelectric ùra agus tagraidhean ùra airson na stuthan sin a sgrùdadh agus a leasachadh. Lorg innealan piezoelectric dachaighean ann an grunn raointean, leithid cartrids phonograph ceirmeach, a rinn dealbhadh cluicheadair nas sìmplidhe agus a rinn cluicheadairean clàraidh nas saoire agus nas fhasa a chumail suas agus a thogail. Leig leasachadh transducers ultrasonic airson slaodachd agus elasticity lionntan is solidan a thomhas gu furasta, agus mar thoradh air sin thàinig adhartas mòr ann an rannsachadh stuthan. Bidh reflectometers fearann ùine ultrasonic a ’cur buille ultrasonic a-steach do stuth agus a’ tomhas na faileasan agus na neo-leantalachd gus lochdan a lorg taobh a-staigh nithean meatailt agus cloiche, a ’leasachadh sàbhailteachd structarail.
Chaidh toiseach raon ùidhean piezoelectricity a dhèanamh tèarainte le peutantan prothaideach stuthan ùra air an leasachadh bho chriostalan quartz, a bha air an cleachdadh gu malairteach mar stuth piezoelectric. Bha luchd-saidheans a 'coimhead airson stuthan àrd-choileanaidh, agus a dh' aindeoin adhartasan ann an stuthan agus ath-bheothachadh pròiseasan saothrachaidh, cha do dh'fhàs margaidh nan Stàitean Aonaichte gu luath. An coimeas ri sin, roinn luchd-saothrachaidh Iapanach fiosrachadh gu sgiobalta agus dh’ fhuiling tagraidhean ùra airson fàs ann an gnìomhachas piezoelectric nan Stàitean Aonaichte an taca ri luchd-saothrachaidh Iapanach.
Motors piezoelectric
Anns an earrainn seo, bidh mi a’ bruidhinn air mar a tha piezoelectricity air a chleachdadh ann an teicneòlas an latha an-diugh. Bho bhith a’ sganadh microsgopan sgrùdaidh as urrainn ìomhaighean fhuasgladh aig sgèile dadaman gu pickups airson giotàr àrdaichte gu dealanach agus brosnachaidhean airson drumaichean dealanach an latha an-diugh, tha piezoelectricity air a thighinn gu bhith na phàirt riatanach de dh’ iomadh inneal. Nì mi sgrùdadh air eachdraidh piezoelectricity agus mar a chaidh a chleachdadh ann an diofar thagraidhean.
Foirmean Bunait Sganadh Microscopes Probe
Is e piezoelectricity an cosgais dealain a bhios a’ cruinneachadh ann an cuid de stuthan cruaidh, leithid criostalan, ceirmeag, agus stuth bith-eòlasach leithid cnàimh agus DNA. Is e am freagairt a th’ ann do chuideam meacanaigeach gnìomhaichte, agus tha am facal piezoelectricity a’ tighinn bhon fhacal Grèigeach πιέζειν (piezein) a’ ciallachadh “squeeze” no “press” agus ἤλεκτρον (ēlektron) a’ ciallachadh “amber”, seann thùs de chosgais dealain.
Tha motaran piezoelectric nan innealan a bhios a’ cleachdadh a’ bhuaidh piezoelectric gus gluasad a ghineadh. Is e a’ bhuaidh seo an eadar-obrachadh sreathach electromechanical eadar stàitean meacanaigeach agus dealain ann an stuthan criostalach le co-chothromachd tionndaidh. Is e pròiseas reversible a th’ ann, a tha a’ ciallachadh gu bheil stuthan a tha a’ taisbeanadh a’ bhuaidh piezoelectric cuideachd a’ taisbeanadh a’ bhuaidh piezoelectric air ais, is e sin gineadh a-staigh de chuideam meacanaigeach mar thoradh air raon dealain gnìomhaichte. Is e eisimpleirean de stuthan a ghineas piezoelectricity a ghabhas tomhas criostalan titanate zirconate luaidhe.
Thathas a’ cleachdadh a’ bhuaidh piezoelectric ann an tagraidhean feumail, leithid cinneasachadh agus lorg fuaim, clò-bhualadh inkjet piezoelectric, gineadh dealan bholtachd àrd, gineadairean gleoc, agus innealan dealanach leithid microbalances agus a’ draibheadh nozzles ultrasonic airson co-chruinneachaidhean optigeach fòcas ultrafine. Tha e cuideachd na bhunait airson sganadh microscopes probe, a thathas a’ cleachdadh gus ìomhaighean fhuasgladh aig sgèile dadaman.
Chaidh piezoelectricity a lorg ann an 1880 leis an luchd-fiosaig Frangach Jacques agus Pierre Curie. Chithear an sealladh de chriostal piezo agus an neach-dìolaidh Curie aig Taigh-tasgaidh Hunterian ann an Alba, a tha na dhearbhadh air a’ bhuaidh piezoelectric dìreach leis na bràithrean Pierre agus Jacques Curie.
Le bhith a’ cothlamadh an eòlais air pyroelectricity agus an tuigse air na structaran criostail bunaiteach dh’ adhbhraich ro-innse pyroelectricity, a leig leotha ro-innse giùlan criostal. Chaidh seo a dhearbhadh le buaidh criostalan leithid tourmaline, quartz, topaz, siùcar cane, agus salann Rochelle. Bha sodium agus potasium tartrate tetrahydrate, agus quartz agus salann Rochelle a’ taisbeanadh piezoelectricity, agus chaidh diosc piezoelectric a chleachdadh gus bholtadh a ghineadh nuair a bha e deformed, ged a bha seo air a chuir ris gu mòr leis na Curies.
Rinn iad ro-innse cuideachd mun bhuaidh piezoelectric converse, agus chaidh seo a thoirt a-mach gu matamataigeach bho phrionnsapalan teirmodynamic bunaiteach le Gabriel Lippmann ann an 1881. Dhaingnich na Curies sa bhad gu robh a’ bhuaidh chaochlaideach ann, agus chaidh iad air adhart gu bhith a’ faighinn dearbhadh cainneachdail air tionndadh iomlan electro-elasto- deformations meacanaigeach ann an criostalan piezoelectric.
Airson deicheadan, bha piezoelectricity fhathast na fheòrachas obair-lann gus an deach e gu bhith na inneal deatamach ann a bhith a’ lorg polonium agus radium le Pierre agus Marie Curie. Thàinig an obair aca gus na structaran criostail a bha a’ taisbeanadh piezoelectricity a sgrùdadh agus a mhìneachadh gu crìch nuair a chaidh Lehrbuch der Kristallphysik (Textbook of Crystal Physics) fhoillseachadh le Woldemar Voigt, a thug cunntas air na clasaichean criostail nàdarra a bha comasach air piezoelectricity agus a mhìnich gu mionaideach na comharran piezoelectric agus mion-sgrùdadh tensor.
Mar thoradh air an sin chaidh innealan piezoelectric a chuir an sàs gu practaigeach, leithid sonar, a chaidh a leasachadh aig àm a’ Chiad Chogaidh. Anns an Fhraing, leasaich Paul Langevin agus a cho-obraichean lorgaire bàta-tumaidh ultrasonic. Bha an lorgaire seo air a dhèanamh suas de transducer air a dhèanamh de chriostalan èiteag tana air an glaodhadh gu faiceallach ri truinnsearan stàilinn, agus hydrophone gus an mac-talla a chaidh a thilleadh a lorg às deidh dha buille àrd tricead a chuir a-mach bhon transducer. Le bhith a’ tomhas na h-ùine a bheir e gus mac-talla nan tonnan fuaim a chluinntinn a’ breabadh far nì, b’ urrainn dhaibh astar an nì obrachadh a-mach. Chleachd iad piezoelectricity gus an sonar seo a dhèanamh soirbheachail, agus chruthaich am pròiseact leasachadh mòr agus ùidh ann an innealan piezoelectric airson deicheadan.
Chaidh stuthan piezoelectric ùra agus tagraidhean ùra airson na stuthan sin a sgrùdadh agus a leasachadh, agus lorg innealan piezoelectric dachaighean ann an iomadh raon, leithid cartan phonograph ceirmeag, a rinn dealbhadh cluicheadair nas sìmplidhe agus a rinn cluicheadairean clàran nas saoire agus nas cruinne a bha na bu shaoire a chumail suas agus nas fhasa. a thogail. Le leasachadh transducers ultrasonic chaidh slaodachd agus elasticity lionntan is solidan a thomhas gu furasta, agus mar thoradh air sin thàinig adhartas mòr ann an rannsachadh stuthan. Bidh reflectometers fearann ùine ultrasonic a ’cur buille ultrasonic a-steach do stuth agus a’ tomhas na faileasan agus na neo-leantalachd gus lochdan a lorg taobh a-staigh nithean meatailt agus cloiche, a ’leasachadh sàbhailteachd structarail.
Aig àm an Dàrna Cogaidh, buidhnean rannsachaidh neo-eisimeileach anns na Stàitean Aonaichte
Fuasgail Ìomhaighean aig Sgèile Atoms
Is e piezoelectricity an cosgais dealain a bhios a’ cruinneachadh ann an cuid de stuthan cruaidh leithid criostalan, ceirmeag, agus stuth bith-eòlasach leithid cnàimh agus DNA. Tha e mar fhreagairt do chuideam meacanaigeach gnìomhaichte agus tha e a’ tighinn bhon fhacal Grèigeach ‘piestein’, a’ ciallachadh brùthadh no brùthadh. Tha a’ bhuaidh piezoelectric mar thoradh air an eadar-obrachadh sreathach electromechanical eadar na stàitean meacanaigeach agus dealain ann an stuthan criostalach le co-chothromachd tionndaidh.
Is e pròiseas reversible a th’ ann am piezoelectricity, agus tha stuthan a tha a’ taisbeanadh a’ bhuaidh piezoelectric cuideachd a’ nochdadh a’ bhuaidh piezoelectric air ais, a tha mar ghineadh a-staigh de chuideam meacanaigeach mar thoradh air raon dealain gnìomhaichte. Tha eisimpleirean de seo a’ toirt a-steach criostalan titanate zirconate luaidhe, a ghineas piezoelectricity a ghabhas tomhas nuair a tha an structar statach aca deformed bhon taobh thùsail aige. Air an làimh eile, bidh criostalan ag atharrachadh an tomhas statach aca nuair a thèid raon dealain a-muigh a chuir an sàs, ris an canar a ’bhuaidh piezoelectric inverse agus a thathas a’ cleachdadh ann a bhith a ’dèanamh tonnan ultrasound.
Lorg an luchd-fiosaig Frangach Jacques agus Pierre Curie piezoelectricity ann an 1880. Chaidh a’ bhuaidh piezoelectric a chleachdadh airson grunn thagraidhean feumail, a’ toirt a-steach cinneasachadh agus lorg fuaim, clò-bhualadh inkjet piezoelectric, gineadh dealan bholtachd àrd, gineadairean gleoc, agus innealan dealanach leithid microbalances agus a’ draibheadh nozzles ultrasonic. Tha e cuideachd na bhunait airson sganadh microscopes probe, a thathas a’ cleachdadh gus ìomhaighean fhuasgladh aig sgèile dadaman.
Bithear a’ cleachdadh piezoelectricity cuideachd ann an tagraidhean làitheil, leithid a bhith a’ gineadh sradagan gus gas a lasadh ann an innealan còcaireachd is teasachaidh, lòchrain, solais toitean, agus barrachd. Chaidh a’ bhuaidh pyroelectric, a tha na stuth a ghineas comas dealain mar fhreagairt air atharrachadh teothachd, a sgrùdadh le Carl Linnaeus agus Franz Aepinus ann am meadhan an 18mh linn. A’ tarraing air eòlas René Haüy agus Antoine César Becquerel, shuidhich iad dàimh eadar cuideam meacanaigeach agus cosgais dealain, ach cha robh na deuchainnean aca cinnteach.
Chì luchd-tadhail Taigh-tasgaidh Hunterian ann an Glaschu neach-dìolaidh piezo crystal Curie, taisbeanadh den bhuaidh piezoelectric dìreach leis na bràithrean Pierre agus Jacques Curie. Còmhla ris an eòlas aca air pyroelectricity agus tuigse air na structaran criostail bunaiteach, dh’ adhbhraich iad ro-innse pyroelectricity agus an comas ro-innse giùlan criostal. Chaidh seo a dhearbhadh le buaidh criostalan leithid tourmaline, quartz, topaz, siùcar cane, agus salann Rochelle. Bha sodium agus potasium tartrate tetrahydrate, agus quartz agus salann Rochelle a’ taisbeanadh piezoelectricity, agus bidh diosc piezoelectric a ’gineadh bholtadh nuair a thèid a dheformachadh, ged a tha an atharrachadh ann an cumadh air a chuir ris gu mòr. Bha na Curies comasach air a’ bhuaidh piezoelectric converse a ro-innse, agus chaidh a’ bhuaidh chaol a thoirt a-mach gu matamataigeach bho phrionnsapalan bunaiteach thermodynamic le Gabriel Lippmann ann an 1881.
Dhaingnich na Curies sa bhad gu robh an droch bhuaidh ann, agus chaidh iad air adhart gu bhith a’ faighinn dearbhadh cainneachdail air tionndadh iomlan deformations electro-elasto-meacanaigeach ann an criostalan piezoelectric. Airson deicheadan, bha piezoelectricity fhathast na fheòrachas obair-lann, ach bha e na inneal deatamach ann a bhith a’ lorg polonium agus radium le Pierre agus Marie Curie. Thàinig an obair aca gus structaran criostail a sgrùdadh agus a mhìneachadh a bha a’ taisbeanadh piezoelectricity gu crìch nuair a chaidh Lehrbuch der Kristallphysik (Leabhar-teacsa Crystal Physics) fhoillseachadh le Woldemar Voigt.
Pickups giotàr àrdaichte gu dealanach
Tha motaran piezoelectric nan motaran dealain a bhios a’ cleachdadh a’ bhuaidh piezoelectric gus lùth dealain a thionndadh gu lùth meacanaigeach. Is e a’ bhuaidh piezoelectric comas cuid de stuthan cosgais dealain a ghineadh nuair a tha iad fo uallach meacanaigeach. Bithear a’ cleachdadh motaran piezoelectric ann an grunn thagraidhean, bho bhith a’ toirt cumhachd do dh’ innealan beaga leithid uaireadairean is clocaichean gu bhith a’ toirt cumhachd do dh’ innealan nas motha leithid innealan-fuadain agus uidheamachd mheidigeach.
Bithear a’ cleachdadh motaran piezoelectric ann an pickups giotàr àrdaichte gu dealanach. Bidh na pickups sin a’ cleachdadh a’ bhuaidh piezoelectric gus crith nan sreangan giotàr a thionndadh gu comharra dealain. Tha an comharra seo an uairsin air a mheudachadh agus air a chuir gu amplifier, a bheir a-mach fuaim a’ ghiotàr. Bithear cuideachd a’ cleachdadh pickups piezoelectric ann an drumaichean dealanach an latha an-diugh, far am bi iad air an cleachdadh gus crith cinn nan druma a lorg agus an tionndadh gu bhith nan comharra dealain.
Bithear cuideachd a’ cleachdadh motaran piezoelectric ann a bhith a’ sganadh microsgopan probe, a bhios a’ cleachdadh a’ bhuaidh piezoelectric gus probe beag bìodach a ghluasad thairis air uachdar. Leigidh seo leis a’ mhiocroscop ìomhaighean fhuasgladh aig sgèile dadaman. Bidh motaran piezoelectric cuideachd air an cleachdadh ann an clò-bhualadairean inkjet, far am bi iad air an cleachdadh gus ceann a’ chlò-bhualaidh a ghluasad air ais is air adhart air feadh na duilleige.
Bithear a ’cleachdadh motaran piezoelectric ann an grunn thagraidhean eile, a’ toirt a-steach innealan meidigeach, co-phàirtean chàraichean, agus electronics luchd-cleachdaidh. Bidh iad cuideachd air an cleachdadh ann an tagraidhean gnìomhachais, leithid ann a bhith a ’dèanamh pàirtean mionaideach agus ann a bhith a’ cruinneachadh phàirtean iom-fhillte. Thathas cuideachd a ’cleachdadh a’ bhuaidh piezoelectric ann a bhith a ’dèanamh tonnan ultrasound, a thathas a’ cleachdadh ann an ìomhaighean meidigeach agus ann a bhith a ’lorg lochdan ann an stuthan.
Gu h-iomlan, thathas a’ cleachdadh motaran piezoelectric ann an raon farsaing de thagraidhean, bho bhith a’ toirt cumhachd do dh’ innealan beaga gu bhith a’ toirt cumhachd do dh’ innealan nas motha. Bidh iad air an cleachdadh ann an pickups giotàr àrdaichte gu dealanach, drumaichean dealanach an latha an-diugh, sganadh microsgopan probe, clò-bhualadairean inkjet, innealan meidigeach, co-phàirtean chàraichean, agus electronics luchd-cleachdaidh. Thathas cuideachd a ’cleachdadh a’ bhuaidh piezoelectric ann a bhith a ’dèanamh tonnan ultrasound agus ann a bhith a’ lorg lochdan ann an stuthan.
Triggers drumaichean dealanach an latha an-diugh
Is e piezoelectricity an cosgais dealain a bhios a’ cruinneachadh ann an cuid de stuthan cruaidh leithid criostalan, ceirmeag, agus stuth bith-eòlasach leithid cnàimh agus DNA. Is e freagairt nan stuthan sin gu cuideam meacanaigeach gnìomhaichte. Tha am facal piezoelectricity a’ tighinn bhon fhacal Grèigeach “piezein”, a tha a’ ciallachadh “brùthadh no brùthadh”, agus am facal “elektron”, a tha a’ ciallachadh “òmar”, seann thùs de chosgais dealain.
Tha motaran piezoelectric nan innealan a bhios a’ cleachdadh a’ bhuaidh piezoelectric gus gluasad a ghineadh. Tha a’ bhuaidh seo mar thoradh air an eadar-obrachadh sreathach electromechanical eadar stàitean meacanaigeach agus dealain stuthan criostalach le co-chothromachd tionndaidh. Is e pròiseas reversible a th ’ann, a’ ciallachadh gu bheil stuthan a tha a ’taisbeanadh a’ bhuaidh piezoelectric cuideachd a ’nochdadh a’ bhuaidh piezoelectric cùil, is e sin gineadh a-staigh de chuideam meacanaigeach mar thoradh air raon dealain gnìomhaichte. Is e eisimpleir de seo criostalan titanate zirconate luaidhe, a ghineas piezoelectricity a ghabhas tomhas nuair a tha an structar statach aca deformed bhon taobh thùsail aige. Air an làimh eile, nuair a thèid raon dealain a-muigh a chuir an sàs, bidh na criostalan ag atharrachadh an taobh statach aca, a’ toirt a-mach tonnan ultrasound.
Bithear a’ cleachdadh motaran piezoelectric ann an grunn thagraidhean làitheil, leithid:
• A' cruthachadh sradagan gus gas a lasadh ann an innealan còcaireachd is teasachaidh
• lòchrain, luchd-solais thoitean, agus stuthan buaidh pyroelectric
• A' cruthachadh comas dealain mar fhreagairt air atharrachadh teòthachd
• Dèanamh agus lorg fuaim
• Clò-bhualadh inkjet piezoelectric
• Gineadh dealain bholtaids àrd
• Gineadair cloc agus innealan dealanach
• Microbalances
• Siubhail nozzles ultrasonic agus co-chruinneachaidhean optigeach fòcas ultrafine
• Mar bhun-stèidh airson sganadh microscopes probe
• Fuasgail ìomhaighean aig sgèile dadaman
• A' togail ghiotàr air a mheudachadh gu dealanach
• A’ brosnachadh drumaichean dealanach an latha an-diugh.
Modaladh electromechanical de luchd-tar-chuir piezoelectric
Anns an earrainn seo, bidh mi a’ sgrùdadh modaladh electromechanical de transducers piezoelectric. Bidh mi a’ coimhead air eachdraidh mar a chaidh piezoelectricity a lorg, na deuchainnean a dhearbh gu bheil e ann, agus leasachadh innealan agus stuthan piezoelectric. Bidh mi cuideachd a’ bruidhinn air na chuir an luchd-fiosaig Frangach Pierre agus Jacques Curie, Carl Linnaeus agus Franz Aepinus, Rene Hauy agus Antoine Cesar Becquerel, Gabriel Lippmann, agus Woldemar Voigt.
Fiosaig Frangach Pierre agus Jacques Curie
Tha piezoelectricity na iongantas electromechanical far a bheil cosgais dealain a’ cruinneachadh ann an cuid de stuthan cruaidh leithid criostalan, ceirmeag, agus stuth bith-eòlasach leithid cnàimh agus DNA. Tha an cosgais seo air a chruthachadh mar fhreagairt air cuideam meacanaigeach gnìomhaichte. Tha am facal ‘piezoelectricity’ a’ tighinn bhon fhacal Grèigeach ‘piezein’, a’ ciallachadh ‘to squeeze or press’, agus ‘elektron’, a’ ciallachadh ‘òmar’, seann thùs de chosgais dealain.
Tha a’ bhuaidh piezoelectric mar thoradh air eadar-obrachadh sreathach electromechanical eadar stàitean meacanaigeach agus dealain ann an stuthan le co-chothromachd tionndaidh. Tha a’ bhuaidh seo air a thionndadh air ais, a’ ciallachadh gu bheil stuthan a tha a’ taisbeanadh a’ bhuaidh piezoelectric cuideachd a’ nochdadh a’ bhuaidh piezoelectric cùil, far a bheil gineadh a-staigh de chuideam meacanaigeach air a thoirt a-mach mar fhreagairt do raon dealain gnìomhaichte. Mar eisimpleir, bidh criostalan titanate zirconate luaidhe a’ gineadh piezoelectricity a ghabhas tomhas nuair a tha an structar statach aca deformed bhon taobh thùsail aige. Air an làimh eile, nuair a thèid raon dealain a-muigh a chuir an sàs, bidh na criostalan ag atharrachadh an taobh statach aca, a’ toirt a-mach tonnan ultrasound anns a ’phròiseas ris an canar a’ bhuaidh piezoelectric inverse.
Ann an 1880, lorg am fiosaig Frangach Pierre agus Jacques Curie a’ bhuaidh piezoelectric agus bhon uair sin chaidh a chleachdadh airson grunn thagraidhean feumail, a’ toirt a-steach cinneasachadh agus lorg fuaim, clò-bhualadh inkjet piezoelectric, gineadh dealan bholtachd àrd, gineadairean gleoc, agus dealanach. innealan leithid microbalances agus a’ draibheadh nozzles ultrasonic airson co-chruinneachaidhean optigeach fòcas ultrafine. Tha e cuideachd na bhunait airson sganadh microscopes probe, a dh’ fhuasglas ìomhaighean aig sgèile dadaman. Bithear a’ cleachdadh piezoelectricity cuideachd ann an pickups airson giotàr àrdaichte gu dealanach agus brosnachaidhean airson drumaichean dealanach an latha an-diugh.
Bidh piezoelectricity cuideachd a’ lorg cleachdaidhean làitheil, leithid a bhith a’ gineadh sradagan gus gas a lasadh ann an innealan còcaireachd is teasachaidh, lòchrain, solais toitean, agus barrachd. Chaidh a’ bhuaidh pyroelectric, far a bheil stuth a’ gineadh comas dealain mar fhreagairt air atharrachadh teodhachd, a sgrùdadh le Carl Linnaeus agus Franz Aepinus ann am meadhan an 18mh linn, a’ tarraing air eòlas René Hauy agus Antoine César Becquerel, a shuidhich dàimh eadar cuideam meacanaigeach agus cosgais dealain, ged a bha na deuchainnean aca neo-chinnteach.
Le bhith a’ cothlamadh an eòlais air pyroelectricity le tuigse air na structaran criostail bunaiteach, bha e comasach dha na Curies ro-innse pyroelectricity adhbhrachadh agus ro-innse giùlan criostalan. Chaidh seo a dhearbhadh le buaidh criostalan leithid tourmaline, quartz, topaz, siùcar cane, agus salann Rochelle. Bha sodium potasium tartrate tetrahydrate agus quartz cuideachd a 'taisbeanadh piezoelectricity. Bidh diosc piezoelectric a’ gineadh bholtadh nuair a tha e deformed, ged a tha seo air a chuir ris gu mòr ann an taisbeanadh nan Curies. B’ urrainn dhaibh cuideachd a’ bhuaidh piezoelectric converse a ro-innse agus a thoirt a-mach gu matamataigeach bho phrionnsapalan bunaiteach thermodynamic le Gabriel Lippmann ann an 1881.
Dhaingnich na Curies sa bhad gu robh an droch bhuaidh ann, agus chaidh iad air adhart gu bhith a’ faighinn dearbhadh cainneachdail air tionndadh iomlan deformations electro-elasto-meacanaigeach ann an criostalan piezoelectric. Anns na deicheadan às deidh sin, bha piezoelectricity fhathast na fheòrachas obair-lann gus an deach e gu bhith na inneal deatamach ann a bhith a’ lorg polonium agus radium le Pierre agus Marie Curie. Thàinig an obair aca gus na structaran criostal a bha a’ taisbeanadh piezoelectricity a sgrùdadh agus a mhìneachadh gu crìch nuair a chaidh ‘Lehrbuch der Kristallphysik’ (Leabhar-teacsa Crystal Physics) fhoillseachadh le Woldemar Voigt.
Deuchainnean air an dearbhadh neo-chinnteach
Tha piezoelectricity na iongantas electromechanical anns am bi cosgais dealain a’ cruinneachadh ann an cuid de stuthan cruaidh, leithid criostalan, ceirmeag, agus stuth bith-eòlasach leithid cnàimh agus DNA. Is e seo am freagairt do chuideam meacanaigeach gnìomhaichte, agus tha am facal 'piezoelectricity' a 'tighinn bho na faclan Grèigeach' piezein ', a' ciallachadh 'a bhith a' bruthadh no a 'bruthadh', agus 'ēlektron', a 'ciallachadh' òmar ', seann thùs de chosgais dealain.
Tha a’ bhuaidh piezoelectric mar thoradh air an eadar-obrachadh sreathach electromechanical eadar stàitean meacanaigeach agus dealain stuthan criostalach le co-chothromachd tionndaidh. Is e pròiseas reversible a th’ ann; Bidh stuthan a tha a’ taisbeanadh a’ bhuaidh piezoelectric cuideachd a’ taisbeanadh a’ bhuaidh piezoelectric cùil, is e sin gineadh a-staigh de chuideam meacanaigeach mar thoradh air raon dealain gnìomhaichte. Mar eisimpleir, bidh criostalan titanate zirconate luaidhe a’ gineadh piezoelectricity a ghabhas tomhas nuair a tha an structar statach aca deformed bhon taobh thùsail aige. Air an làimh eile, faodaidh criostalan an tomhas statach aca atharrachadh nuair a thèid raon dealain a-muigh a chuir an sàs, ris an canar a ’bhuaidh piezoelectric inverse, a thathas a’ cleachdadh ann a bhith a ’dèanamh tonnan ultrasound.
Lorg eòlaiche fiosaigeach Frangach Pierre agus Jacques Curie piezoelectricity ann an 1880. Bhon uair sin chaidh a chleachdadh airson grunn thagraidhean feumail, a’ gabhail a-steach cinneasachadh agus lorg fuaim, clò-bhualadh inkjet piezoelectric, gineadh dealan bholtachd àrd, gineadairean gleoc, agus innealan dealanach leithid microbalances , a’ draibheadh nozzles ultrasonic, agus co-chruinneachaidhean optigeach fòcas ultrafine. Tha e cuideachd na bhunait airson sganadh microsgopan sgrùdaidh, a dh’ fhuasglas ìomhaighean air sgèile dadaman. Bithear a’ cleachdadh piezoelectricity cuideachd ann an pickups airson giotàr àrdaichte gu dealanach, agus brosnachaidhean airson drumaichean dealanach an latha an-diugh.
Bidh piezoelectricity a’ lorg cleachdaidhean làitheil ann a bhith a’ gineadh sradagan gus gas a lasadh ann an innealan còcaireachd is teasachaidh, lòchrain, solais toitean, agus barrachd. Chaidh a’ bhuaidh pyroelectric, anns a bheil stuth a’ gineadh comas dealain mar fhreagairt air atharrachadh teodhachd, a sgrùdadh le Carl Linnaeus agus Franz Aepinus ann am meadhan an 18mh linn, a’ tarraing air eòlas René Hauy agus Antoine César Becquerel, a shuidhich dàimh. eadar cuideam meacanaigeach agus cosgais dealain. Bha deuchainnean neo-chinnteach.
Dh'adhbhraich an eòlas co-cheangailte air pyroelectricity agus an tuigse air na structaran criostail bunaiteach ro-innse pyroelectricity agus an comas ro-innse giùlan criostalan. Chaidh seo a dhearbhadh le buaidh criostalan leithid tourmaline, quartz, topaz, siùcar cane, agus salann Rochelle. Bha sodium potasium tartrate tetrahydrate agus quartz cuideachd a’ taisbeanadh piezoelectricity, agus chaidh diosc piezoelectric a chleachdadh gus bholtadh a ghineadh nuair a bha e deformed. Bha seo air a chur ris gu mòr ann an taisbeanadh nan Curies air a’ bhuaidh piezoelectric dhìreach.
Rinn na bràithrean Pierre agus Jacques Curie ro-innse mun bhuaidh piezoelectric converse, agus chaidh a’ bhuaidh chaol a thoirt a-mach gu matamataigeach bho phrionnsapalan bunaiteach thermodynamic le Gabriel Lippmann ann an 1881. ath-thionndadh deformations electro-elasto-meacanaigeach ann an criostalan piezoelectric.
Airson deicheadan, bha piezoelectricity fhathast na fheòrachas obair-lann, ach bha e na inneal deatamach ann a bhith a’ lorg polonium agus radium le Pierre agus Marie Curie. Thàinig an obair aca gus na structaran criostail a bha a’ taisbeanadh piezoelectricity a sgrùdadh agus a mhìneachadh gu crìch nuair a chaidh Lehrbuch der Kristallphysik (Leabhar-teacsa Crystal Physics) fhoillseachadh le Woldemar Voigt. Thug seo cunntas air na clasaichean criostail nàdarra a bha comasach air piezoelectricity agus mhìnich e gu mionaideach na h-ìrean piezoelectric a’ cleachdadh mion-sgrùdadh tensor. B' e seo a' chiad chleachdadh pragtaigeach air transducers piezoelectric, agus chaidh sonar a leasachadh aig àm a' Chiad Chogaidh. Anns an Fhraing, leasaich Paul Langevin agus a cho-obraichean lorgaire bàta-tumaidh ultrasonic.
Carl Linnaeus agus Franz Aepinus
Tha piezoelectricity na iongantas electromechanical anns am bi cosgais dealain a’ cruinneachadh ann an cuid de stuthan cruaidh leithid criostalan, ceirmeag, agus stuth bith-eòlasach leithid cnàimh agus DNA. Tha an cosgais seo air a chruthachadh mar fhreagairt air cuideam meacanaigeach gnìomhaichte. Tha am facal piezoelectricity a’ tighinn bho na faclan Grèigeach πιέζειν (piezein) a’ ciallachadh “brùthadh no brùthadh” agus ἤλεκτρον (ēlektron) a’ ciallachadh “òmar”, seann thùs de chosgais dealain.
Tha a’ bhuaidh piezoelectric mar thoradh air eadar-obrachadh sreathach electromechanical eadar stàitean meacanaigeach agus dealain stuthan criostalach le co-chothromachd tionndaidh. Tha a’ bhuaidh seo air a thionndadh air ais, a’ ciallachadh gu bheil stuthan a tha a’ taisbeanadh piezoelectricity cuideachd a’ nochdadh a’ bhuaidh piezoelectric air ais, a tha na ghineadh a-staigh de chuideam meacanaigeach mar thoradh air raon dealain gnìomhaichte. Mar eisimpleir, bidh criostalan titanate zirconate luaidhe a’ gineadh piezoelectricity a ghabhas tomhas nuair a tha an structar statach aca deformed bhon taobh thùsail aige. Air an làimh eile, faodaidh criostalan an tomhas statach aca atharrachadh nuair a thèid raon dealain a-muigh a chuir an sàs, ris an canar a ’bhuaidh piezoelectric inverse agus a thathas a’ cleachdadh ann a bhith a ’dèanamh tonnan ultrasound.
Ann an 1880, lorg am fiosaig Frangach Jacques agus Pierre Curie a’ bhuaidh piezoelectric agus bhon uair sin chaidh a chleachdadh airson mòran thagraidhean feumail, a’ toirt a-steach cinneasachadh agus lorg fuaim, clò-bhualadh inkjet piezoelectric, gineadh dealan bholtachd àrd, gineadairean gleoc, innealan dealanach, microbalances. , a’ draibheadh nozzles ultrasonic, agus co-chruinneachaidhean optigeach fòcas ultrafine. Tha e cuideachd na bhunait airson a bhith a’ sganadh miocroscopan probe, a thathas a’ cleachdadh gus ìomhaighean air sgèile dadaman fhuasgladh. Bithear a’ cleachdadh piezoelectricity cuideachd ann an pickups airson giotàr àrdaichte gu dealanach agus brosnachaidhean airson drumaichean dealanach an latha an-diugh.
Tha piezoelectricity cuideachd ri lorg ann an cleachdaidhean làitheil, leithid a bhith a’ gineadh sradagan gus gas a lasadh ann an innealan còcaireachd is teasachaidh, lòchrain, solais toitean, agus a’ bhuaidh pyroelectric, is e sin nuair a bhios stuth a’ gineadh comas dealain mar fhreagairt air atharrachadh teothachd. Chaidh a’ bhuaidh seo a sgrùdadh le Carl Linnaeus agus Franz Aepinus ann am meadhan an 18mh linn, a’ tarraing air eòlas bho René Hauy agus Antoine César Becquerel, a thog dàimh eadar cuideam meacanaigeach agus cosgais dealain, ged a bha na deuchainnean aca neo-chinnteach.
Tha an sealladh de chriostal piezo ann an neach-dìolaidh Curie aig Taigh-tasgaidh Hunterian ann an Alba na dhearbhadh air a’ bhuaidh piezoelectric dìreach a rinn na bràithrean Pierre agus Jacques Curie. Le bhith a’ cothlamadh an eòlais air pyroelectricity le tuigse air na structaran criostail bunaiteach, dh’ adhbhraich ro-innse pyroelectricity agus an comas ro-innse giùlan criostal. Chaidh seo a dhearbhadh le buaidh criostalan leithid tourmaline, quartz, topaz, siùcar cane, agus salann Rochelle. Sheall tetrahydrate potasium sodium tartrate agus clach-èiteig bho salann Rochelle piezoelectricity, agus bidh diosc piezoelectric a’ gineadh bholtadh nuair a tha e deformed, ged a tha seo air a chuir ris gu mòr ann an taisbeanadh nan Curies.
Rinn Gabriel Lippmann ro-innse air a’ bhuaidh piezoelectric converse agus an toradh matamataigeach aige bho phrionnsapalan teirmodynamic bunaiteach ann an 1881. Dhaingnich na Curies sa bhad gu robh a’ bhuaidh chaochlaideach ann, agus chaidh iad air adhart gu bhith a’ faighinn dearbhadh cainneachdail air tionndadh iomlan electro-elasto-. deformations meacanaigeach ann an criostalan piezoelectric. Airson deicheadan, bha piezoelectricity fhathast na fheòrachas obair-lann gus an deach e gu bhith na inneal deatamach ann a bhith a’ lorg polonium agus radium le Pierre agus Marie Curie, a chleachd e gus structaran criostail a bha a’ nochdadh piezoelectricity a sgrùdadh agus a mhìneachadh. Thàinig seo gu crìch le foillseachadh Lehrbuch der Kristallphysik le Woldemar Voigt (Leabhar-teacsa de Crystal Physics), a thug cunntas air na clasaichean criostail nàdarra a bha comasach air piezoelectricity agus a mhìnich gu cruaidh na comharran piezoelectric a’ cleachdadh mion-sgrùdadh tensor.
Mar thoradh air an cleachdadh practaigeach seo de luchd-tar-chuir piezoelectric chaidh sonar a leasachadh aig àm a’ Chiad Chogaidh. Anns an Fhraing, leasaich Paul Langevin agus a cho-obraichean lorgaire bàta-tumaidh ultrasonic. Bha an lorgaire air a dhèanamh suas de transducer air a dhèanamh de chriostalan èiteag tana air an glaodhadh gu faiceallach ri truinnsearan stàilinn, agus hydrophone gus an mac-talla a chaidh a thilleadh a lorg às deidh dha buille àrd tricead a chuir a-mach bhon transducer. Le bhith a’ tomhas na h-ùine a bheir e gus mac-talla tonnan fuaim a chluinntinn a’ breabadh far nì, b’ urrainn dhaibh astar an nì obrachadh a-mach. Chleachd iad piezoelectricity gus an sonar seo a dhèanamh soirbheachail, agus chruthaich am pròiseact leasachadh mòr agus ùidh ann an innealan piezoelectric.
Rene Hauy agus Antoine Cesar Becquerel
Tha piezoelectricity na iongantas electromechanical a bhios a’ tachairt nuair a chruinnicheas cuid de stuthan cruaidh, leithid criostalan, ceirmeag, agus stuth bith-eòlasach leithid cnàimh agus DNA, cosgais dealain mar fhreagairt air cuideam meacanaigeach gnìomhaichte. Tha piezoelectricity a’ tighinn bhon fhacal Grèigeach ‘piezein’, a’ ciallachadh ‘a bhrùthadh no a bhrùthadh’, agus ‘elektron’, a’ ciallachadh ‘òmar’, seann thùs de chosgais dealain.
Tha a’ bhuaidh piezoelectric mar thoradh air eadar-obrachadh sreathach electromechanical eadar stàitean meacanaigeach agus dealain ann an stuthan criostalach le co-chothromachd tionndaidh. Tha a’ bhuaidh seo air a thionndadh air ais, a’ ciallachadh gu bheil stuthan a tha a’ taisbeanadh a’ bhuaidh piezoelectric cuideachd a’ nochdadh a’ bhuaidh piezoelectric cùil, no gineadh a-staigh de chuideam meacanaigeach mar thoradh air raon dealain gnìomhaichte. Mar eisimpleir, bidh criostalan titanate zirconate luaidhe a’ gineadh piezoelectricity a ghabhas tomhas nuair a tha an structar statach aca deformed bhon taobh thùsail aige. Air an làimh eile, faodaidh criostalan an tomhas statach aca atharrachadh nuair a thèid raon dealain taobh a-muigh a chuir an sàs, a’ leantainn gu buaidh piezoelectric inverse agus cinneasachadh tonnan ultrasound.
Lorg an eòlaiche fiosaigeach Frangach Pierre agus Jacques Curie a’ bhuaidh piezoelectric ann an 1880. Chaidh a’ bhuaidh seo a chleachdadh airson grunn thagraidhean feumail, a’ gabhail a-steach cinneasachadh agus lorg fuaim, clò-bhualadh inkjet piezoelectric, gineadh dealan bholtachd àrd, gineadairean gleoc, agus innealan dealanach leithid microbalances, dràibheadh nozzles ultrasonic, agus co-chruinneachaidhean optigeach fòcas ultrafine. Tha e cuideachd na bhunait airson sganadh microscopes probe, a dh’ fhuasglas ìomhaighean air sgèile dadaman. Bithear a’ cleachdadh piezoelectricity cuideachd ann an pickups airson giotàr àrdaichte gu dealanach, agus brosnachaidhean airson drumaichean dealanach an latha an-diugh.
Chaidh a’ bhuaidh piezoelectric a sgrùdadh an toiseach le Carl Linnaeus agus Franz Aepinus ann am meadhan an 18mh linn, a’ tarraing air eòlas bho Rene Hauy agus Antoine Cesar Becquerel, a thog dàimh eadar cuideam meacanaigeach agus cosgais dealain. Ach, bha deuchainnean neo-chinnteach. Còmhla ri eòlas air pyroelectricity, agus tuigse air na structaran criostail bunaiteach, dh’ adhbhraich seo ro-innse pyroelectricity, agus an comas ro-innse giùlan criostal. Chaidh seo a dhearbhadh le buaidh criostalan leithid tourmaline, quartz, topaz, siùcar cane, agus salann Rochelle. Bha sodium potasium tartrate tetrahydrate agus quartz cuideachd a’ taisbeanadh piezoelectricity, agus chaidh diosc piezoelectric a chleachdadh gus bholtadh a ghineadh nuair a bha e deformed. Bha a’ bhuaidh seo air a cur ris gu mòr ann an taisbeanadh nan Curies aig Taigh-tasgaidh na h-Alba, a sheall a’ bhuaidh piezoelectric dìreach.
Chaidh na bràithrean Pierre agus Jacques Curie air adhart gus dearbhadh cainneachdail fhaighinn air tionndadh iomlan deformations electro-elasto-meacanaigeach ann an criostalan piezoelectric. Airson deicheadan, bha piezoelectricity fhathast na fheòrachas obair-lann, gus an deach e gu bhith na inneal deatamach ann a bhith a’ lorg polonium agus radium le Pierre agus Marie Curie. Rinn an obair seo sgrùdadh agus mìneachadh air na structaran criostail a bha a’ taisbeanadh piezoelectricity, a’ tighinn gu crìch nuair a chaidh Lehrbuch der Kristallphysik (Leabhar-teacsa Crystal Physics) fhoillseachadh le Woldemar Voigt.
Dhaingnich na Curies sa bhad gu robh a’ bhuaidh chòmhnard ann, agus chaidh iad air adhart gu bhith a’ toirt a-mach gu matamataigeach prionnsapalan bunaiteach thermodynamic na buaidh chòmhnard. Chaidh seo a dhèanamh le Gabriel Lippmann ann an 1881. Chaidh piezoelectricity a chleachdadh an uairsin gus sonar a leasachadh aig àm a’ Chiad Chogaidh. Anns an Fhraing, leasaich Paul Langevin agus a cho-obraichean lorgaire bàta-tumaidh ultrasonic. Bha an lorgaire seo air a dhèanamh suas de transducer dèanta de chriostalan èiteag tana air an glaodhadh gu faiceallach ri truinnsearan stàilinn, agus fòn-uisge gus am mac-talla a chaidh a thilleadh a lorg. Le bhith a’ leigeil a-mach buille àrd-tricead bhon transducer agus a’ tomhas na h-ùine a bheir e gus mac-talla nan tonnan fuaim a chluinntinn a’ breabadh far nì, b’ urrainn dhaibh an astar chun nì obrachadh a-mach.
Chaidh cleachdadh criostalan piezoelectric a leasachadh tuilleadh le Bell Telephone Laboratories às deidh an Dàrna Cogadh. Leasaich Frederick R. Lack, ag obair anns an roinn innleadaireachd fòn rèidio, criostal gearraidh a dh'fhaodadh obrachadh thairis air raon farsaing de theodhachd. Cha robh feum aig criostal dìth air na h-innealan trom de chriostalan a bh 'ann roimhe, a' comasachadh a chleachdadh ann am plèanaichean. Leig an leasachadh seo le feachdan adhair nan Caidreach a dhol an sàs ann an ionnsaighean mòra co-òrdanaichte, a’ cleachdadh rèidio itealain. Chùm leasachadh innealan agus stuthan piezoelectric anns na Stàitean Aonaichte companaidhean ann a bhith a 'leasachadh toiseach-tòiseachaidh àm a' chogaidh san raon, agus ùidhean ann a bhith a 'faighinn pàtranan prothaideach airson stuthan ùra air an leasachadh. Chaidh criostalan quartz a chleachdadh gu malairteach mar stuth piezoelectric, agus bha luchd-saidheans a’ coimhead airson stuthan àrd-choileanaidh. A dh'aindeoin adhartasan ann an stuthan agus maturation de phròiseasan saothrachaidh, na Stàitean Aonaichte
Gabriel Lippmann
Tha piezoelectricity na iongantas electromechanical anns am bi cosgais dealain a’ cruinneachadh ann an cuid de stuthan cruaidh, leithid criostalan, ceirmeag, agus stuth bith-eòlasach leithid cnàimh agus DNA. Tha e mar thoradh air eadar-obrachadh eadar stàitean meacanaigeach agus dealain ann an stuthan le co-chothromachd tionndaidh. Chaidh piezoelectricity a lorg an toiseach leis an eòlaiche fiosaigeach Frangach Pierre agus Jacques Curie ann an 1880.
Thathas air brath a ghabhail air piezoelectricity airson grunn thagraidhean feumail, a’ gabhail a-steach cinneasachadh agus lorg fuaim, clò-bhualadh inkjet piezoelectric, agus gineadh dealan bholtachd àrd. Tha piezoelectricity a’ tighinn bho na faclan Grèigeach πιέζειν (piezein) a’ ciallachadh “brùthadh no brùthadh” agus ἤλεκτρον (ēlektron) a’ ciallachadh “òmar”, seann thùs de chosgais dealain.
Tha a’ bhuaidh piezoelectric reversible, a’ ciallachadh gu bheil stuthan a tha a’ taisbeanadh piezoelectricity cuideachd a’ taisbeanadh a’ bhuaidh piezoelectric air ais, anns a bheil gineadh a-staigh de chuideam meacanaigeach mar thoradh air cleachdadh raon dealain. Mar eisimpleir, bidh criostalan titanate zirconate luaidhe a’ gineadh piezoelectricity a ghabhas tomhas nuair a tha an structar statach aca deformed bhon taobh thùsail aige. Air an làimh eile, faodaidh criostalan an tomhas statach aca atharrachadh nuair a thèid raon dealain a-muigh a chuir an sàs, pròiseas ris an canar a’ bhuaidh piezoelectric inverse. Faodar am pròiseas seo a chleachdadh gus tonnan ultrasound a dhèanamh.
Chaidh a’ bhuaidh piezoelectric a sgrùdadh bho mheadhan an 18mh linn, nuair a chuir Carl Linnaeus agus Franz Aepinus, a’ tarraing air eòlas René Hauy agus Antoine César Becquerel, dàimh eadar cuideam meacanaigeach agus cosgais dealain. Ach, bha deuchainnean neo-chinnteach. Cha b 'ann gus an do dh' adhbhraich an eòlas co-cheangailte air pyroelectricity agus tuigse air na structaran criostail bunaiteach ro-innse pyroelectricity a bha luchd-rannsachaidh comasach air giùlan criostail a ro-innse. Chaidh seo a dhearbhadh le buaidh criostalan leithid tourmaline, quartz, topaz, siùcar cane, agus salann Rochelle.
Thug Gabriel Lippmann, ann an 1881, a-mach gu matamataigeach prionnsapalan bunaiteach thermodynamic na buaidh piezoelectric converse. Dhaingnich na Curies sa bhad gu robh an droch bhuaidh ann, agus chaidh iad air adhart gu bhith a’ faighinn dearbhadh cainneachdail air tionndadh iomlan deformations electro-elasto-meacanaigeach ann an criostalan piezoelectric.
Airson deicheadan, bha piezoelectricity fhathast na fheòrachas obair-lann gus an deach e gu bhith na inneal deatamach ann a bhith a’ lorg polonium agus radium le Pierre agus Marie Curie. Thàinig an obair aca gus na structaran criostail a bha a’ taisbeanadh piezoelectricity a sgrùdadh agus a mhìneachadh gu crìch nuair a chaidh Lehrbuch der Kristallphysik (Leabhar-teacsa Crystal Physics) fhoillseachadh le Woldemar Voigt. Thug seo cunntas air na clasaichean criostail nàdarra a bha comasach air piezoelectricity agus mhìnich e gu cruaidh na h-ìrean piezoelectric le mion-sgrùdadh tensor.
Thòisich cleachdadh practaigeach innealan piezoelectric le leasachadh sonar sa Chiad Chogadh. Leasaich Paul Langevin agus a cho-obraichean lorgaire bàta-tumaidh ultrasonic. Bha an lorgaire seo air a dhèanamh suas de transducer dèanta de chriostalan èiteag tana air an glaodhadh gu faiceallach ri truinnsearan stàilinn, agus fòn-uisge gus am mac-talla a chaidh a thilleadh a lorg. Le bhith a’ leigeil a-mach buille àrd-tricead bhon transducer agus a’ tomhas na h-ùine a bheir e gus mac-talla tonnan fuaim a chluinntinn a’ breabadh far nì, bha e comasach dhaibh an astar chun nì obrachadh a-mach. Bha an cleachdadh seo de piezoelectricity airson sonar soirbheachail, agus chruthaich am pròiseact ùidh mhòr ann an leasachadh innealan piezoelectric. Thairis air na deicheadan, chaidh stuthan piezoelectric ùra agus tagraidhean ùra airson na stuthan sin a sgrùdadh agus a leasachadh. Lorg innealan piezoelectric dachaighean ann an grunn raointean, bho chairtean phonograph ceirmeag a rinn dealbhadh cluicheadair nas sìmplidhe agus a rinn cluicheadairean clàraidh saor, ceart nas saoire airson an cumail suas agus nas fhasa a thogail, gu leasachadh transducers ultrasonic a leigeadh le slaodachd agus elasticity lionntan a thomhas gu furasta. agus solidan, a’ leantainn gu adhartas mòr ann an rannsachadh stuthan. Bidh reflectometers fearann ùine ultrasonic a ’cur buille ultrasonic a-steach do stuth agus a’ tomhas na faileasan agus na neo-leantalachd gus lochdan a lorg taobh a-staigh nithean meatailt agus cloiche, a ’leasachadh sàbhailteachd structarail.
Às deidh an Dàrna Cogadh, lorg buidhnean rannsachaidh neo-eisimeileach anns na Stàitean Aonaichte, an Ruis agus Iapan clas ùr de stuthan synthetigeach ris an canar ferroelectrics a bha a’ taisbeanadh stuthan piezoelectric suas ri deich tursan nas àirde na stuthan nàdarra. Dh’ adhbhraich seo sgrùdadh dian gus barium titanate a leasachadh, agus nas fhaide air adhart luaidhe zirconate titanate, stuthan le feartan sònraichte airson tagraidhean sònraichte. Chaidh eisimpleir chudromach de chleachdadh criostalan piezoelectric a leasachadh
Woldemar Voigt
Tha piezoelectricity na iongantas electromechanical anns am bi cosgais dealain a’ cruinneachadh ann an cuid de stuthan cruaidh, leithid criostalan, ceirmeag, agus stuth bith-eòlasach leithid cnàimh agus DNA. Tha an cosgais seo air a chruthachadh mar fhreagairt air cuideam meacanaigeach gnìomhaichte. Tha am facal piezoelectricity a’ tighinn bhon fhacal Grèigeach “piezein”, a tha a’ ciallachadh “brùthadh no brùthadh”, agus “elektron”, a tha a’ ciallachadh “òmar”, seann thùs de chosgais dealain.
Tha a’ bhuaidh piezoelectric mar thoradh air eadar-obrachadh sreathach electromechanical eadar stàitean meacanaigeach agus dealain stuthan criostalach le co-chothromachd tionndaidh. Tha a’ bhuaidh seo air a thionndadh air ais, a’ ciallachadh gu bheil stuthan a tha a’ taisbeanadh piezoelectricity cuideachd a’ nochdadh buaidh piezoelectric air ais, far a bheil gineadh a-staigh de chuideam meacanaigeach mar thoradh air raon dealain gnìomhaichte. Mar eisimpleir, bidh criostalan titanate zirconate luaidhe a’ gineadh piezoelectricity a ghabhas tomhas nuair a tha an structar statach aca deformed bhon taobh thùsail aige. Air an làimh eile, faodaidh criostalan an tomhas statach aca atharrachadh nuair a thèid raon dealain a-muigh a chuir an sàs, iongantas ris an canar a ’bhuaidh piezoelectric inverse, a thathas a’ cleachdadh ann a bhith a ’dèanamh tonnan ultrasound.
Lorg eòlaiche fiosaigeach Frangach Pierre agus Jacques Curie piezoelectricity ann an 1880. Bhon uair sin chaidh a’ bhuaidh piezoelectric a chleachdadh airson grunn thagraidhean feumail, a’ toirt a-steach cinneasachadh agus lorg fuaim, clò-bhualadh inkjet piezoelectric, gineadh dealan bholtachd àrd, gineadairean gleoc, agus innealan dealanach leithid microbalances agus a’ draibheadh nozzles ultrasonic airson fòcas ultrafine de cho-chruinneachaidhean optigeach. Tha e cuideachd na bhunait airson sganadh microsgopan sgrùdaidh, a dh’ fhuasglas ìomhaighean air sgèile dadaman. A bharrachd air an sin, bidh pickups ann an giotàr àrdaichte gu dealanach agus innealan-brosnachaidh ann an drumaichean dealanach an latha an-diugh a’ cleachdadh a’ bhuaidh piezoelectric.
Bidh piezoelectricity cuideachd a’ lorg feuman làitheil ann a bhith a’ gineadh sradagan gus gas a lasadh ann an innealan còcaireachd is teasachaidh, ann an lòchrain, solais toitean, agus barrachd. Chaidh a’ bhuaidh pyroelectric, far a bheil stuth a’ gineadh comas dealain mar fhreagairt air atharrachadh teodhachd, a sgrùdadh le Carl Linnaeus agus Franz Aepinus ann am meadhan an 18mh linn, a’ tarraing air eòlas bho Rene Hauy agus Antoine Cesar Becquerel, a shuidhich dàimh eadar meacanaigeach. cuideam agus cosgais dealain. Bha deuchainnean gus an dàimh seo a dhearbhadh neo-chinnteach.
Tha an sealladh de chriostal piezo ann an neach-dìolaidh Curie aig Taigh-tasgaidh Hunterian ann an Alba na dhearbhadh air a’ bhuaidh piezoelectric dìreach a rinn na bràithrean Pierre agus Jacques Curie. Le bhith a’ cothlamadh an eòlais air pyroelectricity le tuigse air na structaran criostail bunaiteach, dh’ adhbhraich ro-innse pyroelectricity, a leig leotha ro-innse a dhèanamh air an giùlan criostail a sheall iad ann am buaidh criostalan leithid tourmaline, quartz, topaz, siùcar cane, agus salann Rochelle . Bha sodium agus potasium tartrate tetrahydrate agus quartz cuideachd a’ taisbeanadh piezoelectricity, agus chaidh diosc piezoelectric a chleachdadh gus bholtadh a ghineadh nuair a bha e deformed. Bha an t-atharrachadh seo ann an cumadh air a chur ris gu mòr ann an taisbeanadh nan Curies, agus chaidh iad air adhart gu bhith a’ ro-innse a’ bhuaidh piezoelectric converse. Chaidh a’ bhuaidh chaol a thoirt a-mach gu matamataigeach bho phrionnsapalan bunaiteach thermodynamic le Gabriel Lippmann ann an 1881.
Dhaingnich na Curies sa bhad gu robh an droch bhuaidh ann, agus chaidh iad air adhart gu bhith a’ faighinn dearbhadh cainneachdail air tionndadh iomlan deformations electro-elasto-meacanaigeach ann an criostalan piezoelectric. Anns na deicheadan às deidh sin, bha piezoelectricity fhathast na fheòrachas obair-lann, gus an deach e gu bhith na inneal deatamach ann a bhith a’ lorg polonium agus radium le Pierre Marie Curie, a chleachd e gus structaran criostail a bha a’ nochdadh piezoelectricity a sgrùdadh agus a mhìneachadh. Thàinig seo gu crìch le foillseachadh Lehrbuch der Kristallphysik le Woldemar Voigt (Leabhar-teacsa de Crystal Physics), a thug cunntas air na clasaichean criostail nàdarra a bha comasach air piezoelectricity agus a mhìnich gu cruaidh na comharran piezoelectric a’ cleachdadh mion-sgrùdadh tensor.
Mar thoradh air an sin chaidh innealan piezoelectric a chuir an sàs gu practaigeach, leithid sonar, a chaidh a leasachadh aig àm a’ Chiad Chogaidh. Anns an Fhraing, leasaich Paul Langevin agus a cho-obraichean lorgaire bàta-tumaidh ultrasonic. Bha an lorgaire seo air a dhèanamh suas de transducer air a dhèanamh de chriostalan èiteag tana air an glaodhadh gu faiceallach ri truinnsearan stàilinn, agus hydrophone gus an mac-talla a chaidh a thilleadh a lorg às deidh dha buille àrd tricead a chuir a-mach bhon transducer. Le bhith a’ tomhas na h-ùine a bheir e gus mac-talla nan tonnan fuaim a’ breabadh far nì a chluinntinn, b’ urrainn dhaibh an astar chun nì obrachadh a-mach. Chleachd iad piezoelectricity gus an sonar seo a dhèanamh soirbheachail, agus chruthaich am pròiseact leasachadh mòr agus ùidh ann.
Dàimhean cudromach
- Actuators piezoelectric: Tha actuators piezoelectric nan innealan a thionndaidheas lùth dealain gu gluasad meacanaigeach. Bidh iad air an cleachdadh gu cumanta ann an robotics, innealan meidigeach, agus tagraidhean eile far a bheil feum air smachd gluasad mionaideach.
- Sensors piezoelectric: Bithear a’ cleachdadh mothachairean piezoelectric gus crìochan fiosaigeach leithid cuideam, luathachadh agus crathadh a thomhas. Bidh iad gu tric air an cleachdadh ann an tagraidhean gnìomhachais agus meidigeach, a bharrachd air ann an electronics luchd-cleachdaidh.
- Piezoelectricity ann an Nàdar: Tha piezoelectricity na iongantas a tha a’ nochdadh gu nàdarra ann an cuid de stuthan, agus lorgar e ann am mòran fhàs-bheairtean beò. Tha e air a chleachdadh le cuid de fhàs-bheairtean gus an àrainneachd a mhothachadh agus gus conaltradh le fàs-bheairtean eile.
Co-dhùnadh
Tha piezoelectricity na iongantas iongantach a chaidh a chleachdadh ann an grunn thagraidhean, bho sonar gu cartan phonograph. Chaidh a sgrùdadh bho mheadhan nan 1800an, agus chaidh a chleachdadh gu mòr ann an leasachadh teicneòlas an latha an-diugh. Tha am post blog seo air sgrùdadh a dhèanamh air eachdraidh agus cleachdadh piezoelectricity, agus air cuideam a chuir air an iongantas seo ann an leasachadh teicneòlas an latha an-diugh. Dhaibhsan aig a bheil ùidh ann a bhith ag ionnsachadh barrachd mu piezoelectricity, tha an dreuchd seo na dheagh àite tòiseachaidh.
Is mise Joost Nusselder, a stèidhich Neaera agus neach-margaidh susbaint, athair, agus is toil leam a bhith a’ feuchainn uidheamachd ùr le giotàr aig cridhe mo dhealas, agus còmhla ris an sgioba agam, tha mi air a bhith a’ cruthachadh artaigilean blog domhainn bho 2020. gus leughadairean dìleas a chuideachadh le molaidhean clàraidh agus giotàr.
