Ang piezoelectricity ay ang kakayahan ng ilang mga materyales na makabuo ng kuryente kapag sumasailalim sa mechanical stress at vice-versa. Ang salita ay nagmula sa Greek na piezo na nangangahulugang pressure, at kuryente. Ito ay unang natuklasan noong 1880, ngunit ang konsepto ay kilala sa mahabang panahon.
Ang pinakakilalang halimbawa ng piezoelectricity ay quartz, ngunit maraming iba pang mga materyales ang nagpapakita rin ng hindi pangkaraniwang bagay na ito. Ang pinakakaraniwang paggamit ng piezoelectricity ay ang paggawa ng ultrasound.
Sa artikulong ito, tatalakayin ko kung ano ang piezoelectricity, kung paano ito gumagana, at ilan sa maraming praktikal na aplikasyon ng kamangha-manghang phenomenon na ito.
Ano ang piezoelectricity?
Ang piezoelectricity ay ang kakayahan ng ilang mga materyales na makabuo ng electric charge bilang tugon sa inilapat na mekanikal na stress. Ito ay isang linear na electromechanical na interaksyon sa pagitan ng mekanikal at elektrikal na estado sa mga kristal na materyales na may inversion symmetry. Maaaring gamitin ang mga piezoelectric na materyales upang makabuo ng mataas na boltahe na kuryente, mga generator ng orasan, mga elektronikong aparato, microbalance, mga ultrasonic nozzle sa pagmamaneho, at mga ultrafine na tumututok sa optical assemblies.
Kabilang sa mga piezoelectric na materyales ang mga kristal, ilang partikular na keramika, biological matter tulad ng buto at DNA, at mga protina. Kapag ang isang puwersa ay inilapat sa isang piezoelectric na materyal, ito ay gumagawa ng isang electric charge. Ang singil na ito ay maaaring gamitin sa pagpapagana ng mga device o lumikha ng boltahe.
Ang mga piezoelectric na materyales ay ginagamit sa iba't ibang mga aplikasyon, kabilang ang:
• Produksyon at pagtuklas ng tunog
• Piezoelectric inkjet printing
• Pagbuo ng mataas na boltahe na kuryente
• Mga generator ng orasan
• Mga elektronikong kagamitan
• Mga microbalance
• Magmaneho ng mga ultrasonic nozzle
• Ultrafine na tumututok sa optical assemblies
• Mga Pickup para sa mga elektronikong amplified na gitara
• Mga nag-trigger para sa mga modernong elektronikong drum
• Paggawa ng mga spark upang mag-apoy ng gas
• Mga kagamitan sa pagluluto at pagpainit
• Mga tanglaw at pangsindi ng sigarilyo.
Ano ang kasaysayan ng piezoelectricity?
Ang piezoelectricity ay natuklasan noong 1880 ng mga French physicist na sina Jacques at Pierre Curie. Ito ay ang electric charge na naipon sa ilang mga solid na materyales, tulad ng mga kristal, keramika at biological na bagay, bilang tugon sa inilapat na mekanikal na stress. Ang salitang 'piezoelectricity' ay nagmula sa salitang Griyego na 'piezein', ibig sabihin ay 'squeeze' o 'press', at 'elektron', ibig sabihin 'amber', isang sinaunang pinagmumulan ng electric charge.
Ang piezoelectric effect ay nagreresulta mula sa linear electromechanical na interaksyon sa pagitan ng mekanikal at elektrikal na estado ng mga crystalline na materyales na may inversion symmetry. Ito ay isang reversible na proseso, ibig sabihin, ang mga materyales na nagpapakita ng piezoelectricity ay nagpapakita rin ng reverse piezoelectric effect, na kung saan ay ang panloob na henerasyon ng mechanical strain na nagreresulta mula sa isang inilapat na electrical field.
Ang pinagsamang kaalaman ng Curies sa pyroelectricity at pag-unawa sa pinagbabatayan na mga istrukturang kristal ay nagbunga ng hula ng pyroelectricity at ang kakayahang hulaan ang pag-uugali ng kristal. Ito ay ipinakita sa epekto ng mga kristal tulad ng tourmaline, quartz, topaz, cane sugar at Rochelle salt.
Agad na kinumpirma ng Curies ang pagkakaroon ng converse effect, at nagpatuloy upang makakuha ng quantitative proof ng kumpletong reversibility ng electro-elasto-mechanical deformations sa piezoelectric crystals. Sa paglipas ng mga dekada, ang piezoelectricity ay nanatiling isang laboratory curiosity hanggang sa ito ay naging isang mahalagang kasangkapan sa pagtuklas ng polonium at radium nina Pierre at Marie Curie.
Ang piezoelectricity ay pinagsamantalahan para sa maraming kapaki-pakinabang na aplikasyon, kabilang ang paggawa at pagtuklas ng tunog, piezoelectric inkjet printing, ang pagbuo ng mataas na boltahe na kuryente, mga generator ng orasan at mga elektronikong device, microbalances, drive ultrasonic nozzles, ultrafine focusing ng optical assemblies, at ang mga form ng batayan ng pag-scan sa mga mikroskopyo ng probe upang malutas ang mga imahe sa sukat ng mga atom.
Ang piezoelectricity ay nakakahanap din ng mga pang-araw-araw na gamit, tulad ng pagbuo ng mga spark upang mag-apoy ng gas sa mga kagamitan sa pagluluto at pag-init, mga sulo, mga lighter ng sigarilyo, at ang pyroelectric effect, kung saan ang isang materyal ay bumubuo ng potensyal na kuryente bilang tugon sa pagbabago ng temperatura.
Ang pagbuo ng sonar noong Unang Digmaang Pandaigdig ay nakita ang paggamit ng mga piezoelectric na kristal na binuo ng Bell Telephone Laboratories. Pinahintulutan nito ang mga pwersang panghimpapawid ng Allied na makisali sa mga coordinated mass attack gamit ang aviation radio. Ang pagbuo ng mga piezoelectric na aparato at materyales sa Estados Unidos ay nagpapanatili sa mga kumpanya sa pagbuo ng mga simula ng panahon ng digmaan sa larangan ng mga interes, na nakakakuha ng mga kumikitang patent para sa mga bagong materyales.
Nakita ng Japan ang mga bagong aplikasyon at paglago ng industriya ng piezoelectric ng Estados Unidos at mabilis na nakabuo ng kanilang sarili. Mabilis silang nagbahagi ng impormasyon at nakabuo ng barium titanate at nang maglaon ay humantong sa zirconate titanate na mga materyales na may mga partikular na katangian para sa mga partikular na aplikasyon.
Malayo na ang narating ng piezoelectricity mula noong natuklasan ito noong 1880, at ginagamit na ngayon sa iba't ibang pang-araw-araw na aplikasyon. Ginamit din ito upang gumawa ng mga pag-unlad sa pagsasaliksik ng mga materyales, tulad ng mga ultrasonic time domain reflectometer, na nagpapadala ng ultrasonic pulse sa pamamagitan ng isang materyal upang sukatin ang mga reflection at discontinuities upang makahanap ng mga bahid sa loob ng cast metal at mga bagay na bato, na nagpapahusay sa kaligtasan sa istruktura.
Paano Gumagana ang Piezoelectricity
Sa seksyong ito, tuklasin ko kung paano gumagana ang piezoelectricity. Titingnan ko ang akumulasyon ng electric charge sa mga solido, ang linear na electromechanical na interaksyon, at ang nababalikang proseso na bumubuo sa hindi pangkaraniwang bagay na ito. Tatalakayin ko rin ang kasaysayan ng piezoelectricity at mga aplikasyon nito.
Pagtitipon ng Electric Charge sa Solids
Ang piezoelectricity ay ang electric charge na naiipon sa ilang solid na materyales, tulad ng mga kristal, keramika, at biological na bagay tulad ng buto at DNA. Ito ay tugon sa inilapat na mekanikal na diin, at ang pangalan nito ay nagmula sa mga salitang Griyego na “piezein” (pigain o pindutin) at “ēlektron” (amber).
Ang piezoelectric effect ay nagreresulta mula sa linear electromechanical na interaksyon sa pagitan ng mekanikal at elektrikal na estado sa mga crystalline na materyales na may inversion symmetry. Ito ay isang reversible na proseso, ibig sabihin, ang mga materyales na nagpapakita ng piezoelectricity ay nagpapakita rin ng reverse piezoelectric effect, kung saan ang panloob na henerasyon ng mechanical strain ay nagreresulta mula sa isang inilapat na electrical field. Ang mga halimbawa ng mga materyales na bumubuo ng masusukat na piezoelectricity ay kinabibilangan ng lead zirconate titanate crystals.
Natuklasan ng mga French physicist na sina Pierre at Jacques Curie ang piezoelectricity noong 1880. Mula noon ay pinagsamantalahan na ito para sa iba't ibang kapaki-pakinabang na aplikasyon, kabilang ang paggawa at pagtuklas ng tunog, piezoelectric inkjet printing, ang pagbuo ng mataas na boltahe na kuryente, mga generator ng orasan, at mga elektronikong aparato tulad ng microbalances at magmaneho ng mga ultrasonic nozzle para sa ultrafine na pagtutok ng mga optical assemblies. Ito rin ay bumubuo ng batayan ng pag-scan ng mga probe microscope, na maaaring magresolba ng mga imahe sa sukat ng mga atomo. Ginagamit din ang piezoelectricity sa mga pickup para sa mga electronic na amplified na gitara, at mga trigger para sa mga modernong elektronikong drum.
Ang piezoelectricity ay nakakahanap ng mga pang-araw-araw na gamit sa pagbuo ng mga spark upang mag-apoy ng gas, sa mga kagamitan sa pagluluto at pagpainit, mga sulo, mga lighter ng sigarilyo, at ang pyroelectric effect, kung saan ang isang materyal ay bumubuo ng potensyal na kuryente bilang tugon sa pagbabago ng temperatura. Ito ay pinag-aralan nina Carl Linnaeus at Franz Aepinus noong kalagitnaan ng ika-18 siglo, na kumukuha ng kaalaman mula kay René Haüy at Antoine César Becquerel, na naglagay ng kaugnayan sa pagitan ng mekanikal na stress at electric charge. Napatunayang walang tiyak na paniniwala ang mga eksperimento.
Ang view ng piezo crystal sa Curie compensator sa Hunterian Museum sa Scotland ay isang pagpapakita ng direktang piezoelectric effect. Pinagsama ng magkapatid na Pierre at Jacques Curie ang kanilang kaalaman sa pyroelectricity na may pag-unawa sa pinagbabatayan na mga istrukturang kristal, na nagbunga ng hula ng pyroelectricity. Nagawa nilang mahulaan ang pag-uugali ng kristal at ipinakita ang epekto sa mga kristal tulad ng tourmaline, quartz, topaz, cane sugar, at Rochelle salt. Ang sodium potassium tartrate tetrahydrate at quartz ay nagpakita rin ng piezoelectricity. Ang isang piezoelectric disk ay bumubuo ng isang boltahe kapag na-deform, at ang pagbabago sa hugis ay labis na pinalaki sa pagpapakita ng mga Curies.
Nagawa nilang mahulaan ang converse piezoelectric effect, at ang converse effect ay mathematically deduced ni Gabriel Lippmann noong 1881. Agad na kinumpirma ng Curies ang pagkakaroon ng converse effect, at nagpatuloy upang makakuha ng quantitative proof ng kumpletong reversibility ng electro-elasto- mechanical deformations sa piezoelectric crystals.
Sa loob ng mga dekada, ang piezoelectricity ay nanatiling isang laboratory curiosity, ngunit ito ay isang mahalagang tool sa pagtuklas ng polonium at radium nina Pierre at Marie Curie. Ang kanilang trabaho upang galugarin at tukuyin ang mga istrukturang kristal na nagpakita ng piezoelectricity ay nagtapos sa paglalathala ng Woldemar Voigt's Lehrbuch der Kristallphysik (Textbook of Crystal Physics), na naglalarawan sa mga natural na klase ng kristal na may kakayahang piezoelectricity at mahigpit na tinukoy ang piezoelectric constants sa pamamagitan ng tensor analysis. Ito ang praktikal na aplikasyon ng mga piezoelectric device, at ang sonar ay binuo noong World War I. Sa France, si Paul Langevin at ang kanyang mga katrabaho ay nakabuo ng ultrasonic submarine detector.
Ang detector ay binubuo ng a transduser gawa sa manipis na mga kristal na kuwarts na maingat na nakadikit sa mga bakal na plato, at isang hydrophone upang makita ang ibinalik na echo. Sa pamamagitan ng pagpapalabas ng isang mataas dalas pulso mula sa transduser at sinusukat ang oras na kinakailangan upang marinig ang echo ng mga sound wave na tumatalbog sa isang bagay, nagawa nilang kalkulahin ang distansya sa bagay. Gumamit sila ng piezoelectricity upang maging matagumpay ang sonar, at ang proyekto ay lumikha ng matinding pag-unlad at interes sa mga piezoelectric na aparato. Sa paglipas ng mga dekada, ang mga bagong piezoelectric na materyales at mga bagong aplikasyon para sa mga materyales ay ginalugad at binuo, at ang mga piezoelectric na device ay nakahanap ng mga tahanan sa iba't ibang larangan. Ang mga ceramic phonograph cartridge ay pinasimple ang disenyo ng player at ginawa para sa mura at tumpak na mga record player na mas mura upang mapanatili at mas madaling itayo.
Ang pagbuo ng mga ultrasonic transducers ay pinahihintulutan para sa madaling pagsukat ng lagkit at pagkalastiko ng mga likido at solid, na nagreresulta sa malaking pag-unlad sa pananaliksik ng mga materyales.
Linear Electromechanical Interaction
Ang piezoelectricity ay ang kakayahan ng ilang mga materyales na makabuo ng electric charge kapag sumasailalim sa mekanikal na stress. Ang salita ay nagmula sa mga salitang Griyego na πιέζειν (piezein) na nangangahulugang "ipitin o pinindot" at ἤλεκτρον (ēlektron) na nangangahulugang "amber", na isang sinaunang pinagmumulan ng singil ng kuryente.
Ang piezoelectricity ay natuklasan noong 1880 ng mga French physicist na sina Jacques at Pierre Curie. Ito ay batay sa linear electromechanical na pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mekanikal at elektrikal na estado ng mga kristal na materyales na may inversion symmetry. Ang epektong ito ay nababaligtad, ibig sabihin, ang mga materyales na nagpapakita ng piezoelectricity ay nagpapakita rin ng reverse piezoelectric effect, kung saan ang panloob na henerasyon ng mekanikal na strain ay nagreresulta mula sa isang inilapat na electrical field. Ang mga halimbawa ng mga materyales na bumubuo ng masusukat na piezoelectricity kapag na-deform mula sa kanilang static na istraktura ay kinabibilangan ng lead zirconate titanate crystals. Sa kabaligtaran, ang mga kristal ay maaaring magbago ng kanilang static na dimensyon kapag ang isang panlabas na electric field ay inilapat, na kilala bilang ang inverse piezoelectric effect at ginagamit sa paggawa ng mga ultrasound wave.
Ang piezoelectricity ay pinagsamantalahan para sa iba't ibang mga kapaki-pakinabang na aplikasyon, tulad ng:
• Produksyon at pagtuklas ng tunog
• Piezoelectric inkjet printing
• Pagbuo ng mataas na boltahe na kuryente
• Generator ng orasan
• Mga elektronikong kagamitan
• Mga microbalance
• Magmaneho ng mga ultrasonic nozzle
• Ultrafine na tumututok sa optical assemblies
• Binubuo ang batayan ng pag-scan ng mga probe microscope upang malutas ang mga imahe sa sukat ng mga atom
• Mga pickup sa mga elektronikong amplified na gitara
• Mga nag-trigger sa modernong electronic drums
• Bumubuo ng mga spark upang mag-apoy ng gas sa mga kagamitan sa pagluluto at pag-init
• Mga tanglaw at pangsindi ng sigarilyo
Nakikita rin ng piezoelectricity ang pang-araw-araw na paggamit sa pyroelectric effect, na isang materyal na bumubuo ng potensyal na kuryente bilang tugon sa pagbabago ng temperatura. Ito ay pinag-aralan nina Carl Linnaeus at Franz Aepinus noong kalagitnaan ng ika-18 siglo, na kumukuha ng kaalaman mula kay René Haüy at Antoine César Becquerel, na naglagay ng kaugnayan sa pagitan ng mekanikal na stress at electric charge. Gayunpaman, napatunayang walang tiyak na paniniwala ang mga eksperimento.
Ang pagtingin sa piezo crystal sa Curie compensator sa Hunterian Museum sa Scotland ay isang pagpapakita ng direktang piezoelectric effect. Ito ay gawa ng magkapatid na Pierre at Jacques Curie na nag-explore at nagbigay-kahulugan sa mga istrukturang kristal na nagpakita ng piezoelectricity, na nagtapos sa paglalathala ng Lehrbuch der Kristallphysik (Textbook of Crystal Physics) ni Woldemar Voigt. Inilarawan nito ang mga natural na klase ng kristal na may kakayahang piezoelectricity at mahigpit na tinukoy ang piezoelectric constants sa pamamagitan ng tensor analysis, na humahantong sa praktikal na aplikasyon ng mga piezoelectric device.
Ang Sonar ay binuo noong Unang Digmaang Pandaigdig, nang si Paul Langevin ng France at ang kanyang mga kasamahan sa trabaho ay bumuo ng ultrasonic submarine detector. Ang detektor na ito ay binubuo ng isang transducer na gawa sa manipis na mga kristal na kuwarts na maingat na nakadikit sa mga bakal na plato, at isang hydrophone upang makita ang ibinalik na echo pagkatapos na maglabas ng mataas na frequency pulse mula sa transducer. Sa pamamagitan ng pagsukat sa oras na kinakailangan upang marinig ang echo ng mga sound wave na tumatalbog sa isang bagay, nagawa nilang kalkulahin ang distansya ng bagay, gamit ang piezoelectricity. Ang tagumpay ng proyektong ito ay lumikha ng isang matinding pag-unlad at interes sa mga piezoelectric na aparato sa mga dekada, na may mga bagong piezoelectric na materyales at mga bagong aplikasyon para sa mga materyales na ito na ginalugad at binuo. Nakahanap ang mga piezoelectric device ng mga tahanan sa maraming larangan, tulad ng mga ceramic phonograph cartridge, na nagpasimple sa disenyo ng player at ginawa para sa mas mura at mas tumpak na mga record player, at mas mura at mas madaling itayo at mapanatili.
Ang pagbuo ng mga ultrasonic transducers ay pinahihintulutan para sa madaling pagsukat ng lagkit at pagkalastiko ng mga likido at solid, na nagreresulta sa malaking pag-unlad sa pananaliksik ng mga materyales. Ang mga ultrasonic time domain reflectometer ay nagpapadala ng ultrasonic pulse sa isang materyal at sinusukat ang mga reflection at discontinuities upang makahanap ng mga bahid sa loob ng cast metal at mga bagay na bato, na nagpapahusay sa kaligtasan sa istruktura. Kasunod ng Ikalawang Digmaang Pandaigdig, natuklasan ng mga independiyenteng grupo ng pananaliksik sa United States, Russia, at Japan ang isang bagong klase ng mga sintetikong materyales na tinatawag na ferroelectrics, na nagpapakita ng mga piezoelectric constant nang maraming beses na mas mataas kaysa sa mga natural na materyales. Ito ay humantong sa matinding pananaliksik upang bumuo ng barium titanate, at kalaunan ay humantong sa zirconate titanate, mga materyales na may mga partikular na katangian para sa mga partikular na aplikasyon.
Ang isang makabuluhang halimbawa ng paggamit ng mga piezoelectric na kristal ay binuo ng Bell Telephone Laboratories pagkatapos ng Ikalawang Digmaang Pandaigdig. Frederick R. Lack, nagtatrabaho sa radio telephony engineering department,
Nababaligtad na Proseso
Ang piezoelectricity ay isang electric charge na naiipon sa ilang solid na materyales, tulad ng mga kristal, ceramics, at biological matter tulad ng buto at DNA. Ito ang tugon ng mga materyales na ito sa inilapat na mekanikal na stress. Ang salitang 'piezoelectricity' ay nagmula sa mga salitang Griyego na 'piezein' na nangangahulugang 'squeeze' o 'press' at 'ēlektron' na nangangahulugang 'amber', isang sinaunang pinagmumulan ng electric charge.
Ang piezoelectric effect ay nagreresulta mula sa linear electromechanical na interaksyon sa pagitan ng mekanikal at elektrikal na estado ng mga crystalline na materyales na may inversion symmetry. Ito ay isang reversible na proseso, ibig sabihin, ang mga materyales na nagpapakita ng piezoelectricity ay nagpapakita rin ng reverse piezoelectric effect, na kung saan ay ang panloob na henerasyon ng mechanical strain na nagreresulta mula sa isang inilapat na electrical field. Ang mga halimbawa ng mga materyales na bumubuo ng masusukat na piezoelectricity ay kinabibilangan ng lead zirconate titanate crystals. Kapag ang static na istraktura ng mga kristal na ito ay deformed, bumalik sila sa kanilang orihinal na sukat, at sa kabaligtaran, kapag ang isang panlabas na electric field ay inilapat, binabago nila ang kanilang static na dimensyon, na gumagawa ng mga ultrasound wave.
Natuklasan ng mga French physicist na sina Jacques at Pierre Curie ang piezoelectricity noong 1880. Mula noon ito ay pinagsamantalahan para sa iba't ibang kapaki-pakinabang na aplikasyon, kabilang ang paggawa at pagtuklas ng tunog, piezoelectric inkjet printing, ang pagbuo ng mataas na boltahe na kuryente, mga generator ng orasan, mga elektronikong aparato, microbalance, humimok ng mga ultrasonic nozzle, at ultrafine focusing optical assemblies. Ito rin ay bumubuo ng batayan para sa pag-scan ng mga probe microscope, na maaaring magresolba ng mga imahe sa sukat ng mga atomo. Ginagamit din ang piezoelectricity sa mga pickup para sa electronically amplified guitars at triggers para sa modernong electronic drums.
Ang piezoelectricity ay nakakahanap din ng mga pang-araw-araw na gamit, tulad ng pagbuo ng mga spark upang mag-apoy ng gas sa mga kagamitan sa pagluluto at pag-init, mga sulo, mga lighter ng sigarilyo, at higit pa. Ang pyroelectric effect, kung saan ang isang materyal ay bumubuo ng potensyal na kuryente bilang tugon sa pagbabago ng temperatura, ay pinag-aralan nina Carl Linnaeus, Franz Aepinus, at René Haüy noong kalagitnaan ng ika-18 siglo, na kumukuha ng kaalaman sa amber. Si Antoine César Becquerel ay naglagay ng kaugnayan sa pagitan ng mekanikal na stress at electric charge, ngunit ang mga eksperimento ay napatunayang walang tiyak na paniniwala.
Maaaring tingnan ng mga bisita sa Hunterian Museum sa Glasgow ang Piezo Crystal Curie Compensator, isang pagpapakita ng direktang piezoelectric effect ng magkapatid na Pierre at Jacques Curie. Ang pagsasama-sama ng kanilang kaalaman sa pyroelectricity na may pag-unawa sa pinagbabatayan na mga istruktura ng kristal ay nagbunga ng hula ng pyroelectricity at ang kakayahang mahulaan ang pag-uugali ng kristal. Ipinakita ito sa epekto ng mga kristal tulad ng tourmaline, quartz, topaz, cane sugar, at Rochelle salt. Ang sodium at potassium tartrate tetrahydrate at quartz ay nagpakita rin ng piezoelectricity, at isang piezoelectric disk ang ginamit upang makabuo ng boltahe kapag na-deform. Ang pagbabagong ito sa hugis ay labis na pinalaki ng mga Curies upang mahulaan ang converse piezoelectric effect. Ang kabaligtaran na epekto ay mathematically deduced mula sa pangunahing thermodynamic na prinsipyo ni Gabriel Lippmann noong 1881.
Agad na kinumpirma ng Curies ang pagkakaroon ng converse effect, at nagpatuloy upang makakuha ng quantitative proof ng kumpletong reversibility ng electro-elasto-mechanical deformations sa piezoelectric crystals. Sa loob ng mga dekada, ang piezoelectricity ay nanatiling isang laboratory curiosity, ngunit ito ay isang mahalagang tool sa pagtuklas ng polonium at radium nina Pierre at Marie Curie. Ang kanilang trabaho upang galugarin at tukuyin ang mga istrukturang kristal na nagpakita ng piezoelectricity ay nagtapos sa paglalathala ng Woldemar Voigt's Lehrbuch der Kristallphysik (Textbook of Crystal Physics). Inilarawan nito ang mga natural na klase ng kristal na may kakayahang piezoelectricity at mahigpit na tinukoy ang piezoelectric constants gamit ang tensor analysis.
Ang praktikal na aplikasyon ng mga piezoelectric device, tulad ng sonar, ay binuo noong World War I. Sa France, si Paul Langevin at ang kanyang mga katrabaho ay nakabuo ng ultrasonic submarine detector. Ang detektor na ito ay binubuo ng isang transducer na gawa sa manipis na mga kristal na kuwarts na maingat na nakadikit sa mga bakal na plato, at isang hydrophone upang makita ang ibinalik na echo. Sa pamamagitan ng pagpapalabas ng high frequency pulse mula sa transducer at pagsukat sa oras na kinakailangan upang marinig ang echo ng sound wave na tumatalbog sa isang bagay, nagawa nilang kalkulahin ang distansya ng bagay. Gumamit sila ng piezoelectricity upang maging matagumpay ang sonar na ito. Ang proyektong ito ay lumikha ng isang matinding pag-unlad at interes sa mga piezoelectric na aparato, at sa paglipas ng mga dekada, ang mga bagong piezoelectric na materyales at mga bagong aplikasyon para sa mga materyales na ito ay ginalugad at binuo. Mga aparatong piezoelectric
Ano ang Nagiging sanhi ng Piezoelectricity?
Sa seksyong ito, tuklasin ko ang mga pinagmulan ng piezoelectricity at ang iba't ibang materyales na nagpapakita ng hindi pangkaraniwang bagay na ito. Titingnan ko ang salitang Griyego na 'piezein', ang sinaunang pinagmumulan ng electric charge, at ang pyroelectricity effect. Tatalakayin ko rin ang mga natuklasan nina Pierre at Jacques Curie at ang pagbuo ng mga piezoelectric na aparato sa ika-20 siglo.
Salitang Griyego Piezein
Ang piezoelectricity ay ang akumulasyon ng electric charge sa ilang solid na materyales, tulad ng mga kristal, ceramics, at biological matter tulad ng buto at DNA. Ito ay sanhi ng pagtugon ng mga materyales na ito sa inilapat na mekanikal na stress. Ang salitang piezoelectricity ay nagmula sa salitang Griyego na "piezein", ibig sabihin ay "pigain o pindutin", at "ēlektron", ibig sabihin ay "amber", isang sinaunang pinagmumulan ng electric charge.
Ang piezoelectric effect ay nagreresulta mula sa linear electromechanical na interaksyon sa pagitan ng mekanikal at elektrikal na estado ng mga crystalline na materyales na may inversion symmetry. Ito ay isang reversible na proseso, ibig sabihin, ang mga materyales na nagpapakita ng piezoelectricity ay nagpapakita rin ng reverse piezoelectric effect, na kung saan ay ang panloob na henerasyon ng mechanical strain na nagreresulta mula sa isang inilapat na electrical field. Halimbawa, ang mga lead zirconate titanate crystal ay bumubuo ng masusukat na piezoelectricity kapag ang kanilang static na istraktura ay na-deform mula sa orihinal na sukat nito. Sa kabaligtaran, ang mga kristal ay maaaring magbago ng kanilang static na dimensyon kapag ang isang panlabas na electric field ay inilapat, na kilala bilang ang inverse piezoelectric effect at ang produksyon ng mga ultrasound wave.
Natuklasan ng mga French physicist na sina Jacques at Pierre Curie ang piezoelectricity noong 1880. Ang piezoelectric effect ay pinagsamantalahan para sa maraming kapaki-pakinabang na aplikasyon, kabilang ang paggawa at pagtuklas ng tunog, piezoelectric inkjet printing, ang pagbuo ng mataas na boltahe na kuryente, mga generator ng orasan, at mga elektronikong kagamitan tulad ng microbalances , humimok ng mga ultrasonic nozzle, at ultrafine focusing optical assemblies. Ito rin ay bumubuo ng batayan ng pag-scan ng mga probe microscope, na maaaring magresolba ng mga imahe sa sukat ng mga atomo. Ginagamit din ang piezoelectricity sa mga pickup para sa electronically amplified guitars at triggers para sa modernong electronic drums.
Ang piezoelectricity ay nakakahanap ng mga pang-araw-araw na gamit, tulad ng pagbuo ng mga spark upang mag-apoy ng gas sa mga kagamitan sa pagluluto at pag-init, mga sulo, mga lighter ng sigarilyo, at higit pa. Ang pyroelectric effect, na siyang henerasyon ng electric potential bilang tugon sa pagbabago ng temperatura, ay pinag-aralan nina Carl Linnaeus at Franz Aepinus noong kalagitnaan ng ika-18 siglo, na nakuha ang kaalaman nina René Haüy at Antoine César Becquerel, na naglagay ng relasyon sa pagitan mekanikal na stress at electric charge. Napatunayang walang tiyak na paniniwala ang mga eksperimento.
Sa museo sa Scotland, makikita ng mga bisita ang piezo crystal Curie compensator, isang pagpapakita ng direktang piezoelectric effect ng magkapatid na Pierre at Jacques Curie. Ang pagsasama-sama ng kanilang kaalaman sa pyroelectricity na may pag-unawa sa pinagbabatayan na mga istruktura ng kristal ay nagbunga ng hula ng pyroelectricity at ang kakayahang mahulaan ang pag-uugali ng kristal. Ito ay ipinakita sa pamamagitan ng epekto ng mga kristal tulad ng tourmaline, quartz, topaz, cane sugar, at Rochelle salt. Ang sodium potassium tartrate tetrahydrate at quartz mula sa Rochelle salt ay nagpakita ng piezoelectricity, at ang isang piezoelectric disk ay bumubuo ng boltahe kapag na-deform. Ang pagbabagong ito sa hugis ay labis na pinalaki sa demonstrasyon ng mga Curies.
Nagpatuloy ang Curies upang makakuha ng quantitative proof ng kumpletong reversibility ng electro-elasto-mechanical deformations sa piezoelectric crystals. Sa loob ng mga dekada, ang piezoelectricity ay nanatiling isang laboratory curiosity hanggang sa ito ay naging isang mahalagang kasangkapan sa pagtuklas ng polonium at radium nina Pierre at Marie Curie. Ang kanilang trabaho upang galugarin at tukuyin ang mga istrukturang kristal na nagpakita ng piezoelectricity ay nagtapos sa paglalathala ng Woldemar Voigt's Lehrbuch der Kristallphysik (Textbook of Crystal Physics). Inilarawan nito ang mga natural na klase ng kristal na may kakayahang piezoelectricity at mahigpit na tinukoy ang piezoelectric constants sa pamamagitan ng tensor analysis.
Ang praktikal na aplikasyon ng piezoelectricity ay humantong sa pagbuo ng sonar noong World War I. Sa France, si Paul Langevin at ang kanyang mga katrabaho ay nakabuo ng ultrasonic submarine detector. Ang detektor ay binubuo ng isang transducer na gawa sa manipis na mga kristal na kuwarts na maingat na nakadikit sa mga bakal na plato, na tinatawag na hydrophone, upang makita ang ibinalik na echo pagkatapos na maglabas ng mataas na frequency pulse. Sinukat ng transduser ang oras na kinuha upang marinig ang echo ng mga sound wave na tumatalbog sa isang bagay upang makalkula ang distansya ng bagay. Ang paggamit ng piezoelectricity sa sonar ay isang tagumpay, at ang proyekto ay lumikha ng isang matinding pag-unlad at interes sa mga piezoelectric na aparato sa loob ng mga dekada.
Ang mga bagong piezoelectric na materyales at mga bagong aplikasyon para sa mga materyal na ito ay ginalugad at binuo, at ang mga piezoelectric na device ay nakahanap ng mga tahanan sa maraming larangan, tulad ng mga ceramic phonograph cartridge, na pinasimple ang disenyo ng player at ginawa para sa mas mura, mas tumpak na mga record player na mas mura upang mapanatili at mas madali. magtayo. Ang pag-unlad
Sinaunang Pinagmumulan ng Electric Charge
Ang piezoelectricity ay ang electric charge na naiipon sa ilang solid na materyales, tulad ng mga kristal, keramika, at biological na bagay tulad ng buto at DNA. Ito ay sanhi ng pagtugon ng materyal sa inilapat na mekanikal na stress. Ang salitang 'piezoelectricity' ay nagmula sa salitang Griyego na 'piezein', na nangangahulugang 'ipitin o pindutin', at ang salitang 'elektron', na nangangahulugang 'amber', isang sinaunang pinagmumulan ng electric charge.
Ang piezoelectric effect ay nagreresulta mula sa linear electromechanical na interaksyon sa pagitan ng mekanikal at elektrikal na estado ng mga crystalline na materyales na may inversion symmetry. Ito ay isang reversible na proseso, ibig sabihin, ang mga materyales na nagpapakita ng piezoelectricity ay nagpapakita rin ng reverse piezoelectric effect, na kung saan ay ang panloob na henerasyon ng mechanical strain na nagreresulta mula sa isang inilapat na electrical field. Halimbawa, ang mga lead zirconate titanate crystal ay bumubuo ng masusukat na piezoelectricity kapag ang kanilang static na istraktura ay na-deform mula sa orihinal na sukat nito. Sa kabaligtaran, kapag ang isang panlabas na electric field ay inilapat, ang mga kristal ay nagbabago ng kanilang static na dimensyon sa isang kabaligtaran na piezoelectric na epekto, na gumagawa ng mga ultrasound wave.
Ang piezoelectric effect ay natuklasan noong 1880 ng mga French physicist na sina Jacques at Pierre Curie. Ito ay pinagsamantalahan para sa iba't ibang kapaki-pakinabang na mga aplikasyon, kabilang ang paggawa at pagtuklas ng tunog, piezoelectric inkjet printing, ang pagbuo ng mataas na boltahe na kuryente, mga generator ng orasan, at mga elektronikong device tulad ng microbalance at drive ng mga ultrasonic nozzle para sa ultrafine na pagtutok ng mga optical assemblies. Ito rin ay bumubuo ng batayan para sa pag-scan ng mga probe microscope, na ginagamit upang malutas ang mga imahe sa sukat ng mga atomo. Ginagamit din ang piezoelectricity sa mga pickup para sa electronically amplified guitars at triggers para sa modernong electronic drums.
Ang piezoelectricity ay nakakahanap ng pang-araw-araw na gamit sa pagbuo ng mga spark upang mag-apoy ng gas sa mga kagamitan sa pagluluto at pag-init, mga sulo, mga lighter ng sigarilyo, at higit pa. Ang pyroelectric effect, na kung saan ay ang paggawa ng electric potential bilang tugon sa pagbabago ng temperatura, ay pinag-aralan nina Carl Linnaeus at Franz Aepinus noong kalagitnaan ng ika-18 siglo, na nakuha ang kaalaman nina René Haüy at Antoine César Becquerel na naglagay ng relasyon sa pagitan ng mekanikal. stress at singil ng kuryente. Gayunpaman, ang kanilang mga eksperimento ay napatunayang walang tiyak na paniniwala.
Ang view ng piezo crystal at ang Curie compensator sa Hunterian Museum sa Scotland ay nagpapakita ng direktang piezoelectric effect. Ito ay gawa ng magkapatid na Pierre at Jacques Curie na nag-explore at nagbigay-kahulugan sa mga istrukturang kristal na nagpakita ng piezoelectricity, na nagtapos sa paglalathala ng Lehrbuch der Kristallphysik (Textbook of Crystal Physics) ni Woldemar Voigt. Inilarawan nito ang mga natural na klase ng kristal na may kakayahang piezoelectricity at mahigpit na tinukoy ang piezoelectric constants sa pamamagitan ng tensor analysis, na nagpapahintulot para sa praktikal na aplikasyon ng mga piezoelectric na aparato.
Ang Sonar ay binuo noong Unang Digmaang Pandaigdig ni Paul Langevin ng France at ng kanyang mga katrabaho, na bumuo ng ultrasonic submarine detector. Ang detektor ay binubuo ng isang transducer na gawa sa manipis na mga kristal na kuwarts na maingat na nakadikit sa mga bakal na plato, at isang hydrophone upang makita ang ibinalik na echo. Sa pamamagitan ng pagpapalabas ng high frequency pulse mula sa transducer at pagsukat sa oras na kinakailangan para marinig ang echo ng sound wave na tumatalbog sa isang bagay, nagawa nilang kalkulahin ang distansya sa bagay. Gumamit sila ng piezoelectricity upang maging matagumpay ang sonar na ito. Lumikha ang proyekto ng matinding pag-unlad at interes sa mga piezoelectric na aparato sa loob ng mga dekada.
Pyroelectricity
Ang piezoelectricity ay ang kakayahan ng ilang mga materyales na makaipon ng electric charge bilang tugon sa inilapat na mekanikal na stress. Ito ay isang linear na electromechanical na pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mekanikal at elektrikal na estado ng mga kristal na materyales na may inversion symmetry. Ang salitang "piezoelectricity" ay nagmula sa salitang Griyego na "piezein", na nangangahulugang "ipitin o pindutin", at ang salitang Griyego na "ēlektron", na nangangahulugang "amber", isang sinaunang pinagmumulan ng electric charge.
Ang piezoelectric effect ay natuklasan ng mga French physicist na sina Jacques at Pierre Curie noong 1880. Ito ay isang reversible process, ibig sabihin, ang mga materyales na nagpapakita ng piezoelectric effect ay nagpapakita rin ng reverse piezoelectric effect, na kung saan ay ang panloob na henerasyon ng mechanical strain na nagreresulta mula sa isang inilapat na electrical field. Ang mga halimbawa ng mga materyales na bumubuo ng masusukat na piezoelectricity ay kinabibilangan ng lead zirconate titanate crystals. Kapag ang isang static na istraktura ay na-deform, ito ay babalik sa orihinal nitong sukat. Sa kabaligtaran, kapag ang isang panlabas na electric field ay inilapat, ang kabaligtaran na piezoelectric na epekto ay ginawa, na nagreresulta sa paggawa ng mga ultrasound wave.
Ang piezoelectric effect ay pinagsasamantalahan para sa maraming kapaki-pakinabang na aplikasyon, kabilang ang paggawa at pagtuklas ng tunog, piezoelectric inkjet printing, ang pagbuo ng mataas na boltahe na kuryente, mga generator ng orasan, at mga elektronikong device gaya ng microbalances, drive ultrasonic nozzles, at ultrafine focusing optical assemblies. Ito rin ang batayan para sa pag-scan ng mga probe microscope, na ginagamit upang malutas ang mga imahe sa sukat ng mga atomo. Ginagamit din ang piezoelectricity sa mga pickup para sa mga electronic na amplified na gitara, at mga trigger para sa mga modernong elektronikong drum.
Ang piezoelectricity ay nakakahanap ng mga pang-araw-araw na gamit, tulad ng pagbuo ng mga spark upang mag-apoy ng gas sa mga kagamitan sa pagluluto at pag-init, mga sulo, mga lighter ng sigarilyo, at higit pa. Ang pyroelectric effect, na kung saan ay ang produksyon ng electric potential bilang tugon sa pagbabago ng temperatura, ay pinag-aralan nina Carl Linnaeus at Franz Aepinus noong kalagitnaan ng ika-18 siglo, na nakuha ang kaalaman nina René Haüy at Antoine César Becquerel, na naglagay ng isang relasyon sa pagitan ng mekanikal na stress at electric charge. Gayunpaman, napatunayang walang tiyak na paniniwala ang mga eksperimento.
Ang view ng piezo crystal sa Curie Compensator Museum sa Scotland ay isang pagpapakita ng direktang piezoelectric effect. Pinagsama ng magkapatid na Pierre at Jacques Curie ang kanilang kaalaman sa pyroelectricity at ang kanilang pag-unawa sa pinagbabatayan na mga istrukturang kristal upang magbigay ng pag-unawa sa pyroelectricity at upang mahulaan ang pag-uugali ng kristal. Ito ay ipinakita sa epekto ng mga kristal tulad ng tourmaline, quartz, topaz, cane sugar, at Rochelle salt. Ang sodium potassium tartrate tetrahydrate at quartz ay natagpuan na nagpapakita ng piezoelectricity, at isang piezoelectric disk ang ginamit upang makabuo ng boltahe kapag na-deform. Ito ay lubos na pinalaki ng mga Curies upang mahulaan ang converse piezoelectric effect. Ang kabaligtaran na epekto ay mathematically deduced sa pamamagitan ng pangunahing thermodynamic na prinsipyo ni Gabriel Lippmann noong 1881.
Agad na kinumpirma ng Curies ang pagkakaroon ng converse effect, at nagpatuloy upang makakuha ng quantitative proof ng kumpletong reversibility ng electro-elasto-mechanical deformations sa piezoelectric crystals. Sa sumunod na mga dekada, ang piezoelectricity ay nanatiling isang laboratory curiosity hanggang sa ito ay naging isang mahalagang kasangkapan sa pagtuklas ng polonium at radium nina Pierre at Marie Curie. Ang kanilang trabaho upang galugarin at tukuyin ang mga istrukturang kristal na nagpakita ng piezoelectricity ay nagtapos sa paglalathala ng Woldemar Voigt's Lehrbuch der Kristallphysik (Textbook of Crystal Physics).
Ang pagbuo ng sonar ay isang tagumpay, at ang proyekto ay lumikha ng isang matinding pag-unlad at interes sa mga piezoelectric na aparato. Sa mga sumunod na dekada, ang mga bagong piezoelectric na materyales at mga bagong aplikasyon para sa mga materyales na ito ay ginalugad at binuo. Nakahanap ang mga piezoelectric device ng mga tahanan sa maraming larangan, tulad ng mga ceramic phonograph cartridge, na nagpasimple sa disenyo ng player at ginawa para sa mas mura, mas tumpak na mga record player na mas mura upang mapanatili at mas madaling itayo. Ang pagbuo ng mga ultrasonic transducers ay pinahihintulutan para sa madaling pagsukat ng lagkit at pagkalastiko ng mga likido at solid, na nagreresulta sa malaking pag-unlad sa pananaliksik ng mga materyales. Ang mga ultrasonic time domain reflectometer ay nagpapadala ng ultrasonic pulse sa isang materyal at sinusukat ang mga reflection at discontinuities upang makahanap ng mga bahid sa loob ng cast metal at mga bagay na bato, na nagpapahusay sa kaligtasan sa istruktura.
Kasunod ng Ikalawang Digmaang Pandaigdig, natuklasan ng mga independiyenteng grupo ng pananaliksik sa United States, Russia, at Japan ang isang bagong klase ng mga sintetikong materyales na tinatawag na ferroelectrics, na nagpakita ng mga piezoelectric constant na
Mga Materyales ng Piezoelectric
Sa seksyong ito, tatalakayin ko ang mga materyales na nagpapakita ng piezoelectric effect, na kung saan ay ang kakayahan ng ilang mga materyales na mag-ipon ng electric charge bilang tugon sa inilapat na mekanikal na stress. Titingnan ko ang mga kristal, ceramics, biological matter, buto, DNA at mga protina, at kung paano tumutugon ang lahat sa piezoelectric effect.
Mga kristal
Ang piezoelectricity ay ang kakayahan ng ilang mga materyales na makaipon ng electric charge bilang tugon sa inilapat na mekanikal na stress. Ang salitang piezoelectricity ay nagmula sa mga salitang Griyego na πιέζειν (piezein) na nangangahulugang 'pisilin' o 'pindutin' at ἤλεκτρον (ēlektron) na nangangahulugang 'amber', isang sinaunang pinagmumulan ng singil ng kuryente. Kasama sa mga piezoelectric na materyales ang mga kristal, keramika, biological matter, buto, DNA, at mga protina.
Ang piezoelectricity ay isang linear na electromechanical na interaksyon sa pagitan ng mekanikal at elektrikal na estado sa mga crystalline na materyales na may inversion symmetry. Ang epektong ito ay nababaligtad, ibig sabihin, ang mga materyales na nagpapakita ng piezoelectricity ay nagpapakita rin ng reverse piezoelectric effect, na kung saan ay ang panloob na henerasyon ng mechanical strain na nagreresulta mula sa isang inilapat na electrical field. Ang mga halimbawa ng mga materyales na bumubuo ng masusukat na piezoelectricity ay kinabibilangan ng mga lead zirconate titanate crystal, na maaaring ma-deform sa kanilang orihinal na dimensyon o sa kabaligtaran, baguhin ang kanilang static na dimensyon kapag inilapat ang isang panlabas na electric field. Ito ay kilala bilang ang inverse piezoelectric effect, at ginagamit upang makagawa ng mga ultrasound wave.
Natuklasan ng mga French physicist na sina Jacques at Pierre Curie ang piezoelectricity noong 1880. Ang piezoelectric effect ay pinagsamantalahan para sa iba't ibang kapaki-pakinabang na aplikasyon, kabilang ang paggawa at pagtuklas ng tunog, piezoelectric inkjet printing, ang pagbuo ng mataas na boltahe na kuryente, mga generator ng orasan, at mga elektronikong kagamitan tulad ng bilang microbalance, humimok ng mga ultrasonic nozzle, at ultrafine focusing optical assemblies. Ito rin ay bumubuo ng batayan para sa pag-scan ng mga probe microscope, na ginagamit upang malutas ang mga imahe sa sukat ng mga atomo. Ginagamit din ang mga piezoelectric pickup sa mga electronic na amplified na gitara at mga trigger sa modernong electronic drums.
Ang piezoelectricity ay nakakahanap ng pang-araw-araw na gamit sa pagbuo ng mga spark upang mag-apoy ng gas sa mga kagamitan sa pagluluto at pag-init, pati na rin sa mga sulo at mga lighter ng sigarilyo. Ang pyroelectric effect, na siyang henerasyon ng electric potential bilang tugon sa pagbabago ng temperatura, ay pinag-aralan nina Carl Linnaeus at Franz Aepinus noong kalagitnaan ng ika-18 siglo, na kumukuha ng kaalaman mula kay René Haüy at Antoine César Becquerel, na naglagay ng relasyon sa pagitan ng mekanikal. stress at singil ng kuryente. Ang mga eksperimento upang patunayan ang teoryang ito ay walang tiyak na paniniwala.
Ang view ng piezo crystal sa Curie compensator sa Hunterian Museum sa Scotland ay isang pagpapakita ng direktang piezoelectric effect. Pinagsama ng magkapatid na Pierre at Jacques Curie ang kanilang kaalaman sa pyroelectricity na may pag-unawa sa pinagbabatayan na mga istrukturang kristal upang magbunga ng hula ng pyroelectricity. Nagawa nilang mahulaan ang pag-uugali ng kristal at ipinakita ang epekto sa mga kristal tulad ng tourmaline, quartz, topaz, cane sugar, at Rochelle salt. Ang sodium potassium tartrate tetrahydrate at quartz ay nagpakita rin ng piezoelectricity. Ang isang piezoelectric disk ay bumubuo ng boltahe kapag deformed; ang pagbabago sa hugis ay labis na pinalaki sa pagpapakita ng mga Curies.
Nagawa rin nilang mahulaan ang converse piezoelectric effect at mathematically deduce ang mga pangunahing thermodynamic na prinsipyo sa likod nito. Ginawa ito ni Gabriel Lippmann noong 1881. Agad na kinumpirma ng Curies ang pagkakaroon ng converse effect, at nagpatuloy upang makakuha ng quantitative proof ng kumpletong reversibility ng electro-elasto-mechanical deformations sa piezoelectric crystals.
Sa loob ng mga dekada, ang piezoelectricity ay nanatiling isang laboratory curiosity, ngunit ito ay isang mahalagang tool sa pagtuklas ng polonium at radium nina Pierre at Marie Curie. Ang kanilang trabaho upang galugarin at tukuyin ang mga istrukturang kristal na nagpakita ng piezoelectricity ay nagtapos sa paglalathala ng Woldemar Voigt's Lehrbuch der Kristallphysik (Textbook of Crystal Physics), na naglalarawan sa mga natural na klase ng kristal na may kakayahang piezoelectricity at mahigpit na tinukoy ang piezoelectric constants gamit ang tensor analysis.
Ang praktikal na aplikasyon ng mga piezoelectric device sa sonar ay binuo noong World War I. Sa France, si Paul Langevin at ang kanyang mga katrabaho ay nakabuo ng ultrasonic submarine detector. Ang detektor na ito ay binubuo ng isang transducer na gawa sa manipis na mga kristal na kuwarts na maingat na nakadikit sa mga bakal na plato, na tinatawag na hydrophone, upang makita ang ibinalik na echo pagkatapos na maglabas ng mataas na frequency pulse. Sa pamamagitan ng pagsukat sa oras na kinakailangan upang marinig ang echo ng mga sound wave na tumatalbog sa isang bagay, nagawa nilang kalkulahin ang distansya sa bagay. Ang paggamit ng piezoelectricity sa sonar ay isang tagumpay, at ang proyekto ay lumikha ng isang matinding pag-unlad at interes sa mga piezoelectric na aparato sa mga dekada.
keramika
Ang mga piezoelectric na materyales ay mga solido na nag-iipon ng electric charge bilang tugon sa inilapat na mekanikal na stress. Ang piezoelectricity ay nagmula sa mga salitang Griyego na πιέζειν (piezein) na nangangahulugang 'pisil' o 'pindutin' at ἤλεκτρον (ēlektron) na nangangahulugang 'amber', isang sinaunang pinagmumulan ng singil ng kuryente. Ang mga piezoelectric na materyales ay ginagamit sa iba't ibang mga aplikasyon, kabilang ang produksyon at pagtuklas ng tunog, piezoelectric inkjet printing, at ang pagbuo ng mataas na boltahe na kuryente.
Ang mga piezoelectric na materyales ay matatagpuan sa mga kristal, ceramics, biological matter, buto, DNA, at mga protina. Ang mga keramika ay ang pinakakaraniwang piezoelectric na materyales na ginagamit sa pang-araw-araw na aplikasyon. Ang mga keramika ay ginawa mula sa kumbinasyon ng mga metal oxide, tulad ng lead zirconate titanate (PZT), na pinainit hanggang sa mataas na temperatura upang bumuo ng solid. Ang mga keramika ay lubos na matibay at makatiis sa matinding temperatura at presyon.
Ang piezoelectric ceramics ay may iba't ibang gamit, kabilang ang:
• Bumubuo ng mga spark upang mag-apoy ng gas para sa mga kagamitan sa pagluluto at pag-init, tulad ng mga sulo at mga lighter ng sigarilyo.
• Pagbuo ng mga ultrasound wave para sa medikal na imaging.
• Bumubuo ng mataas na boltahe na kuryente para sa mga generator ng orasan at mga elektronikong aparato.
• Bumubuo ng mga microbalance para magamit sa tumpak na pagtimbang.
• Pagmamaneho ng mga ultrasonic nozzle para sa ultrafine na pagtutok ng mga optical assemblies.
• Pagbubuo ng batayan para sa pag-scan ng mga probe microscope, na maaaring magresolba ng mga imahe sa sukat ng mga atomo.
• Mga pickup para sa mga electronic na amplified na gitara at mga trigger para sa mga modernong elektronikong drum.
Ang piezoelectric ceramics ay ginagamit sa malawak na hanay ng mga aplikasyon, mula sa consumer electronics hanggang sa medical imaging. Ang mga ito ay lubos na matibay at makatiis ng matinding temperatura at pressure, na ginagawang perpekto ang mga ito para magamit sa iba't ibang industriya.
Biyolohikal na Bagay
Ang piezoelectricity ay ang kakayahan ng ilang mga materyales na makaipon ng electric charge bilang tugon sa inilapat na mekanikal na stress. Ito ay nagmula sa salitang Griyego na 'piezein', ibig sabihin ay 'ipitin o pindutin', at 'ēlektron', ibig sabihin ay 'amber', isang sinaunang pinagmumulan ng singil ng kuryente.
Ang mga biyolohikal na bagay tulad ng buto, DNA, at mga protina ay kabilang sa mga materyales na nagpapakita ng piezoelectricity. Ang epektong ito ay nababaligtad, ibig sabihin, ang mga materyales na nagpapakita ng piezoelectricity ay nagpapakita rin ng reverse piezoelectric effect, na kung saan ay ang panloob na henerasyon ng mechanical strain na nagreresulta mula sa isang inilapat na electrical field. Kabilang sa mga halimbawa ng mga materyales na ito ang lead zirconate titanate crystals, na bumubuo ng masusukat na piezoelectricity kapag ang kanilang static na istraktura ay na-deform mula sa orihinal nitong dimensyon. Sa kabaligtaran, kapag ang isang panlabas na electric field ay inilapat, ang mga kristal ay nagbabago ng kanilang static na dimensyon, na gumagawa ng mga ultrasound wave sa pamamagitan ng kabaligtaran na piezoelectric na epekto.
Ang pagkatuklas ng piezoelectricity ay ginawa ng mga French physicist na sina Jacques at Pierre Curie noong 1880. Mula noon ito ay pinagsamantalahan para sa iba't ibang kapaki-pakinabang na aplikasyon, tulad ng:
• Produksyon at pagtuklas ng tunog
• Piezoelectric inkjet printing
• Pagbuo ng mataas na boltahe na kuryente
• Generator ng orasan
• Mga elektronikong kagamitan
• Mga microbalance
• Magmaneho ng mga ultrasonic nozzle
• Ultrafine na tumututok sa optical assemblies
• Binubuo ang batayan ng pag-scan ng mga probe microscope
• Lutasin ang mga larawan sa sukat ng mga atom
• Mga pickup sa mga elektronikong amplified na gitara
• Mga nag-trigger sa modernong electronic drums
Ginagamit din ang piezoelectricity sa mga pang-araw-araw na bagay tulad ng mga kagamitan sa pagluluto at pag-init ng gas, mga sulo, mga lighter ng sigarilyo, at higit pa. Ang pyroelectric effect, na kung saan ay ang produksyon ng electric potential bilang tugon sa pagbabago ng temperatura, ay pinag-aralan nina Carl Linnaeus at Franz Aepinus noong kalagitnaan ng ika-18 siglo. Batay sa kaalaman nina René Haüy at Antoine César Becquerel, naglagay sila ng isang relasyon sa pagitan ng mekanikal na stress at electric charge, ngunit ang kanilang mga eksperimento ay napatunayang walang tiyak na paniniwala.
Ang view ng piezo crystal sa Curie Compensator sa Hunterian Museum sa Scotland ay isang pagpapakita ng direktang piezoelectric effect. Pinagsama ng magkapatid na Pierre at Jacques Curie ang kanilang kaalaman sa pyroelectricity at ang kanilang pag-unawa sa pinagbabatayan na mga istrukturang kristal upang magbunga ng hula ng pyroelectricity at upang mahulaan ang pag-uugali ng kristal. Ito ay ipinakita sa pamamagitan ng epekto ng mga kristal tulad ng tourmaline, quartz, topaz, cane sugar, at Rochelle salt. Ang sodium at potassium tartrate tetrahydrate at quartz ay nagpakita rin ng piezoelectricity, at isang piezoelectric disk ang ginamit upang makabuo ng boltahe kapag na-deform. Ang epektong ito ay labis na pinalaki ng mga Curies upang mahulaan ang converse piezoelectric effect. Ang kabaligtaran na epekto ay mathematically deduced mula sa pangunahing thermodynamic na prinsipyo ni Gabriel Lippmann noong 1881.
Agad na kinumpirma ng Curies ang pagkakaroon ng converse effect, at nagpatuloy upang makakuha ng quantitative proof ng kumpletong reversibility ng electro-elasto-mechanical deformations sa piezoelectric crystals. Sa loob ng mga dekada, ang piezoelectricity ay nanatiling isang laboratory curiosity hanggang sa ito ay naging isang mahalagang kasangkapan sa pagtuklas ng polonium at radium nina Pierre at Marie Curie. Ang kanilang trabaho upang galugarin at tukuyin ang mga istrukturang kristal na nagpakita ng piezoelectricity ay nagtapos sa paglalathala ng 'Lehrbuch der Kristallphysik' ni Woldemar Voigt (Textbook of Crystal Physics).
buto
Ang piezoelectricity ay ang kakayahan ng ilang mga materyales na makaipon ng electric charge bilang tugon sa inilapat na mekanikal na stress. Ang buto ay isang materyal na nagpapakita ng hindi pangkaraniwang bagay na ito.
Ang buto ay isang uri ng biological matter na binubuo ng mga protina at mineral, kabilang ang collagen, calcium, at phosphorus. Ito ang pinaka-piezoelectric sa lahat ng biological na materyales, at may kakayahang makabuo ng boltahe kapag napapailalim sa mekanikal na stress.
Ang piezoelectric effect sa buto ay resulta ng kakaibang istraktura nito. Binubuo ito ng isang network ng mga collagen fibers na naka-embed sa isang matrix ng mga mineral. Kapag ang buto ay sumasailalim sa mekanikal na stress, ang mga collagen fibers ay gumagalaw, na nagiging sanhi ng mga mineral na maging polarized at bumuo ng isang electric charge.
Ang piezoelectric effect sa buto ay may ilang praktikal na aplikasyon. Ginagamit ito sa medikal na imaging, tulad ng ultrasound at X-ray imaging, upang makita ang mga bali ng buto at iba pang abnormalidad. Ginagamit din ito sa bone conduction hearing aid, na gumagamit ng piezoelectric effect upang i-convert ang mga sound wave sa mga electrical signal na direktang ipinapadala sa panloob na tainga.
Ang piezoelectric effect sa buto ay ginagamit din sa orthopedic implants, tulad ng mga artipisyal na joints at prosthetic limbs. Ginagamit ng mga implant ang piezoelectric effect upang i-convert ang mekanikal na enerhiya sa elektrikal na enerhiya, na pagkatapos ay ginagamit upang paganahin ang aparato.
Bilang karagdagan, ang piezoelectric effect sa buto ay ginagalugad para magamit sa pagbuo ng mga bagong medikal na paggamot. Halimbawa, sinisiyasat ng mga mananaliksik ang paggamit ng piezoelectricity upang pasiglahin ang paglaki ng buto at ayusin ang napinsalang tissue.
Sa pangkalahatan, ang piezoelectric effect sa buto ay isang kamangha-manghang phenomenon na may malawak na hanay ng mga praktikal na aplikasyon. Ito ay ginagamit sa iba't ibang medikal at teknolohikal na aplikasyon, at ginalugad para magamit sa pagbuo ng mga bagong paggamot.
DNA
Ang piezoelectricity ay ang kakayahan ng ilang mga materyales na makaipon ng electric charge bilang tugon sa inilapat na mekanikal na stress. Ang DNA ay isang materyal na nagpapakita ng epektong ito. Ang DNA ay isang biyolohikal na molekula na matatagpuan sa lahat ng nabubuhay na organismo at binubuo ng apat na base ng nucleotide: adenine (A), guanine (G), cytosine (C), at thymine (T).
Ang DNA ay isang kumplikadong molekula na maaaring magamit upang makabuo ng electric charge kapag sumailalim sa mekanikal na stress. Ito ay dahil sa katotohanan na ang mga molekula ng DNA ay binubuo ng dalawang hibla ng mga nucleotide na pinagsasama-sama ng mga bono ng hydrogen. Kapag nasira ang mga bono na ito, nabubuo ang electric charge.
Ang piezoelectric effect ng DNA ay ginamit sa iba't ibang mga aplikasyon, kabilang ang:
• Pagbuo ng kuryente para sa mga medikal na implant
• Pag-detect at pagsukat ng mga mekanikal na puwersa sa mga selula
• Pagbuo ng mga nanoscale sensor
• Paglikha ng mga biosensor para sa DNA sequencing
• Pagbuo ng mga ultrasound wave para sa imaging
Ang piezoelectric effect ng DNA ay ginalugad din para sa potensyal na paggamit nito sa pagbuo ng mga bagong materyales, tulad ng mga nanowires at nanotubes. Ang mga materyales na ito ay maaaring gamitin para sa iba't ibang mga aplikasyon, kabilang ang pag-iimbak ng enerhiya at sensing.
Ang piezoelectric na epekto ng DNA ay napag-aralan nang husto at napag-alaman na lubhang sensitibo sa mekanikal na stress. Ginagawa nitong isang mahalagang tool para sa mga mananaliksik at inhinyero na naghahanap upang bumuo ng mga bagong materyales at teknolohiya.
Sa konklusyon, ang DNA ay isang materyal na nagpapakita ng piezoelectric effect, na kung saan ay ang kakayahang makaipon ng electric charge bilang tugon sa inilapat na mekanikal na stress. Ang epektong ito ay ginamit sa iba't ibang aplikasyon, kabilang ang mga medikal na implant, nanoscale sensor, at DNA sequencing. Ito rin ay ginalugad para sa potensyal na paggamit nito sa pagbuo ng mga bagong materyales, tulad ng mga nanowires at nanotubes.
Protina
Ang piezoelectricity ay ang kakayahan ng ilang mga materyales na makaipon ng electric charge bilang tugon sa inilapat na mekanikal na stress. Ang mga piezoelectric na materyales, tulad ng mga protina, kristal, ceramics, at biological matter tulad ng buto at DNA, ay nagpapakita ng epektong ito. Ang mga protina, sa partikular, ay isang natatanging piezoelectric na materyal, dahil ang mga ito ay binubuo ng isang kumplikadong istraktura ng mga amino acid na maaaring ma-deform upang makabuo ng electric charge.
Ang mga protina ay ang pinaka-masaganang uri ng piezoelectric na materyal, at sila ay matatagpuan sa iba't ibang anyo. Matatagpuan ang mga ito sa anyo ng mga enzyme, hormone, at antibodies, gayundin sa anyo ng mga istrukturang protina tulad ng collagen at keratin. Ang mga protina ay matatagpuan din sa anyo ng mga protina ng kalamnan, na responsable para sa pag-urong at pagpapahinga ng kalamnan.
Ang piezoelectric na epekto ng mga protina ay dahil sa ang katunayan na ang mga ito ay binubuo ng isang kumplikadong istraktura ng mga amino acid. Kapag ang mga amino acid na ito ay deformed, sila ay bumubuo ng electric charge. Ang electric charge na ito ay maaaring gamitin sa pagpapagana ng iba't ibang device, gaya ng mga sensor at actuator.
Ginagamit din ang mga protina sa iba't ibang mga medikal na aplikasyon. Halimbawa, ginagamit ang mga ito upang makita ang pagkakaroon ng ilang mga protina sa katawan, na maaaring magamit upang masuri ang mga sakit. Ginagamit din ang mga ito upang makita ang pagkakaroon ng ilang partikular na bakterya at mga virus, na maaaring magamit upang masuri ang mga impeksyon.
Ginagamit din ang mga protina sa iba't ibang mga pang-industriya na aplikasyon. Halimbawa, ginagamit ang mga ito upang lumikha ng mga sensor at actuator para sa iba't ibang prosesong pang-industriya. Ginagamit din ang mga ito upang lumikha ng mga materyales na maaaring magamit sa paggawa ng mga sasakyang panghimpapawid at iba pang mga sasakyan.
Sa konklusyon, ang mga protina ay isang natatanging piezoelectric na materyal na maaaring magamit sa iba't ibang mga aplikasyon. Binubuo ang mga ito ng isang kumplikadong istraktura ng mga amino acid na maaaring ma-deform upang makabuo ng electric charge, at ginagamit ang mga ito sa iba't ibang mga medikal at pang-industriya na aplikasyon.
Pag-aani ng Enerhiya gamit ang Piezoelectricity
Sa seksyong ito, tatalakayin ko kung paano magagamit ang piezoelectricity sa pag-ani ng enerhiya. Titingnan ko ang iba't ibang mga aplikasyon ng piezoelectricity, mula sa piezoelectric inkjet printing hanggang sa mga generator ng orasan at microbalance. Ie-explore ko rin ang kasaysayan ng piezoelectricity, mula sa pagtuklas nito ni Pierre Curie hanggang sa paggamit nito noong World War II. Sa wakas, tatalakayin ko ang kasalukuyang estado ng industriya ng piezoelectric at ang potensyal para sa karagdagang paglago.
Pag-print ng Piezoelectric Inkjet
Ang piezoelectricity ay ang kakayahan ng ilang mga materyales na makabuo ng electric charge bilang tugon sa inilapat na mekanikal na stress. Ang salitang 'piezoelectricity' ay nagmula sa mga salitang Griyego na 'piezein' (to squeeze o press) at 'elektron' (amber), isang sinaunang pinagmumulan ng electric charge. Ang mga piezoelectric na materyales, tulad ng mga kristal, ceramics, at biological na bagay tulad ng buto at DNA, ay ginagamit sa iba't ibang mga aplikasyon.
Ang piezoelectricity ay ginagamit upang makabuo ng mataas na boltahe na kuryente, bilang isang generator ng orasan, sa mga elektronikong aparato, at sa mga microbalance. Ginagamit din ito upang magmaneho ng mga ultrasonic nozzle at ultrafine focusing optical assemblies. Ang piezoelectric inkjet printing ay isang popular na aplikasyon ng teknolohiyang ito. Ito ay isang uri ng pag-print na gumagamit ng piezoelectric crystals upang makabuo ng high-frequency na vibration, na ginagamit upang maglabas ng mga droplet ng ink sa isang page.
Ang pagkatuklas ng piezoelectricity ay nagsimula noong 1880, nang natuklasan ng mga French physicist na sina Jacques at Pierre Curie ang epekto. Simula noon, ang piezoelectric effect ay pinagsamantalahan para sa iba't ibang mga kapaki-pakinabang na aplikasyon. Ginagamit ang piezoelectricity sa mga pang-araw-araw na bagay gaya ng mga kagamitan sa pagluluto at pag-init ng gas, mga sulo, mga lighter ng sigarilyo, at mga pickup sa mga electronically amplified na gitara at trigger sa mga modernong electronic drum.
Ginagamit din ang piezoelectricity sa siyentipikong pananaliksik. Ito ang batayan para sa pag-scan ng mga probe microscope, na ginagamit upang malutas ang mga imahe sa isang sukat ng mga atom. Ginagamit din ito sa mga ultrasonic time domain reflectometer, na nagpapadala ng mga ultrasonic pulse sa isang materyal at sinusukat ang mga reflection upang makita ang mga discontinuities at makahanap ng mga bahid sa loob ng cast metal at mga bagay na bato.
Ang pagbuo ng mga piezoelectric na aparato at materyales ay hinimok ng pangangailangan para sa mas mahusay na pagganap at mas madaling proseso ng pagmamanupaktura. Sa Estados Unidos, ang pagbuo ng mga kristal na kuwarts para sa komersyal na paggamit ay naging isang pangunahing kadahilanan sa paglago ng industriya ng piezoelectric. Sa kaibahan, ang mga tagagawa ng Hapon ay mabilis na nakapagbahagi ng impormasyon at nakabuo ng mga bagong aplikasyon, na humahantong sa mabilis na paglago sa merkado ng Hapon.
Binago ng piezoelectricity ang paraan ng paggamit natin ng enerhiya, mula sa pang-araw-araw na mga bagay tulad ng mga lighter hanggang sa advanced na siyentipikong pananaliksik. Ito ay isang maraming nalalaman na teknolohiya na nagbigay-daan sa amin upang galugarin at bumuo ng mga bagong materyales at aplikasyon, at ito ay patuloy na magiging isang mahalagang bahagi ng aming buhay sa mga darating na taon.
Pagbuo ng Mataas na Boltahe na Elektrisidad
Ang piezoelectricity ay ang kakayahan ng ilang solidong materyales na makaipon ng singil sa kuryente bilang tugon sa inilapat na mekanikal na stress. Ang salitang 'piezoelectricity' ay nagmula sa mga salitang Griyego na 'piezein' na nangangahulugang 'squeeze' o 'press' at 'ēlektron' na nangangahulugang 'amber', isang sinaunang pinagmumulan ng electric charge. Ang piezoelectricity ay isang linear na electromechanical na interaksyon sa pagitan ng mekanikal at elektrikal na estado sa mga crystalline na materyales na may inversion symmetry.
Ang piezoelectric effect ay isang nababaligtad na proseso; Ang mga materyales na nagpapakita ng piezoelectricity ay nagpapakita rin ng reverse piezoelectric effect, ang panloob na henerasyon ng mekanikal na strain na nagreresulta mula sa isang inilapat na electrical field. Halimbawa, ang mga lead zirconate titanate crystal ay bumubuo ng masusukat na piezoelectricity kapag ang kanilang static na istraktura ay na-deform mula sa orihinal na sukat nito. Sa kabaligtaran, ang mga kristal ay maaaring magbago ng kanilang static na dimensyon kapag ang isang panlabas na electric field ay inilapat, isang phenomenon na kilala bilang ang inverse piezoelectric effect, na ginagamit sa paggawa ng mga ultrasound wave.
Ang piezoelectric effect ay ginagamit sa iba't ibang mga aplikasyon, kabilang ang pagbuo ng mataas na boltahe na kuryente. Ang mga piezoelectric na materyales ay ginagamit sa paggawa at pagtuklas ng tunog, sa piezoelectric inkjet printing, sa mga generator ng orasan, sa mga electronic device, sa microbalances, sa mga ultrasonic na nozzle ng drive, at sa ultrafine focusing optical assemblies.
Ginagamit din ang piezoelectricity sa mga pang-araw-araw na aplikasyon, tulad ng pagbuo ng mga spark upang mag-apoy ng gas sa mga kagamitan sa pagluluto at pag-init, sa mga sulo, mga lighter ng sigarilyo, at mga pyroelectric effect na materyales, na bumubuo ng potensyal na kuryente bilang tugon sa pagbabago ng temperatura. Ang epektong ito ay pinag-aralan nina Carl Linnaeus at Franz Aepinus noong kalagitnaan ng ika-18 siglo, na kumukuha ng kaalaman mula kay René Haüy at Antoine César Becquerel, na naglagay ng ugnayan sa pagitan ng mekanikal na stress at electric charge, kahit na ang kanilang mga eksperimento ay napatunayang walang katiyakan.
Ang pinagsamang kaalaman sa pyroelectricity at ang pag-unawa sa pinagbabatayan na mga istrukturang kristal ay nagbunga ng hula ng pyroelectricity at ang kakayahang mahulaan ang pag-uugali ng kristal. Ito ay ipinakita sa pamamagitan ng epekto ng mga kristal tulad ng tourmaline, quartz, topaz, cane sugar, at Rochelle salt. Ang sodium potassium tartrate tetrahydrate at quartz ay nagpakita rin ng piezoelectricity, at isang piezoelectric disk ang ginamit upang makabuo ng boltahe kapag na-deform. Ito ay lubos na pinalaki sa pagpapakita ng mga Curies ng direktang epekto ng piezoelectric.
Ang magkapatid na Pierre at Jacques Curie ay nagpatuloy upang makakuha ng quantitative proof ng kumpletong reversibility ng electro-elasto-mechanical deformations sa piezoelectric crystals. Sa loob ng mga dekada, ang piezoelectricity ay nanatiling isang laboratory curiosity, ngunit ito ay isang mahalagang tool sa pagtuklas ng polonium at radium nina Pierre at Marie Curie. Ang kanilang trabaho upang galugarin at tukuyin ang mga istrukturang kristal na nagpakita ng piezoelectricity ay nagtapos sa paglalathala ng Woldemar Voigt's Lehrbuch der Kristallphysik (Textbook of Crystal Physics), na naglalarawan sa mga natural na klase ng kristal na may kakayahang piezoelectricity at mahigpit na tinukoy ang piezoelectric constants gamit ang tensor analysis.
Ang praktikal na aplikasyon ng mga piezoelectric na aparato ay nagsimula sa pagbuo ng sonar noong World War I. Sa France, si Paul Langevin at ang kanyang mga katrabaho ay nakabuo ng ultrasonic submarine detector. Ang detektor ay binubuo ng isang transducer na ginawa mula sa manipis na mga kristal na kuwarts na maingat na nakadikit sa mga bakal na plato, at isang hydrophone upang makita ang ibinalik na echo. Sa pamamagitan ng pagpapalabas ng high frequency pulse mula sa transducer at pagsukat sa oras na kinakailangan upang marinig ang echo ng sound wave na tumatalbog sa isang bagay, nagawa nilang kalkulahin ang distansya ng bagay. Gumamit sila ng piezoelectricity upang maging matagumpay ang sonar, at ang proyekto ay lumikha ng matinding pag-unlad at interes sa mga piezoelectric na aparato sa mga sumunod na dekada.
Ang mga bagong piezoelectric na materyales at mga bagong aplikasyon para sa mga materyales na ito ay ginalugad at binuo. Nakahanap ang mga piezoelectric device ng mga tahanan sa iba't ibang larangan, tulad ng mga ceramic phonograph cartridge, na nagpasimple sa disenyo ng player at ginawa para sa mas mura, mas tumpak na mga record player na mas mura upang mapanatili at mas madaling itayo. Ang pagbuo ng mga ultrasonic transducers ay pinahihintulutan para sa madaling pagsukat ng lagkit at pagkalastiko ng mga likido at solid, na nagreresulta sa malaking pag-unlad sa pananaliksik ng mga materyales. Ang mga ultrasonic time domain reflectometer ay nagpapadala ng ultrasonic pulse sa isang materyal at sinusukat ang mga reflection at discontinuities upang makahanap ng mga bahid sa loob ng cast metal at mga bagay na bato, na nagpapahusay sa kaligtasan sa istruktura.
Nakita ng Ikalawang Digmaang Pandaigdig ang mga independiyenteng grupo ng pananaliksik sa United States, Russia, at Japan na nakatuklas ng bagong klase ng mga sintetikong materyales na tinatawag na fer
Tagabuo ng Orasan
Ang piezoelectricity ay ang kakayahan ng ilang mga materyales na makaipon ng electric charge bilang tugon sa inilapat na mekanikal na stress. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay ginamit upang lumikha ng isang bilang ng mga kapaki-pakinabang na application, kabilang ang mga generator ng orasan. Ang mga generator ng orasan ay mga device na gumagamit ng piezoelectricity upang makabuo ng mga electrical signal na may tumpak na timing.
Ang mga generator ng orasan ay ginagamit sa iba't ibang mga aplikasyon, tulad ng sa mga computer, telekomunikasyon, at mga sistema ng sasakyan. Ginagamit din ang mga ito sa mga medikal na device, tulad ng mga pacemaker, upang matiyak ang tumpak na timing ng mga electrical signal. Ginagamit din ang mga generator ng orasan sa automation ng industriya at robotics, kung saan mahalaga ang tumpak na timing.
Ang piezoelectric effect ay batay sa linear electromechanical na pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mekanikal at elektrikal na estado sa mga kristal na materyales na may inversion symmetry. Ang epektong ito ay nababaligtad, ibig sabihin, ang mga materyales na nagpapakita ng piezoelectricity ay maaari ding makabuo ng mekanikal na strain kapag ang isang electrical field ay inilapat. Ito ay kilala bilang ang inverse piezoelectric effect at ginagamit upang makagawa ng mga ultrasound wave.
Ginagamit ng mga generator ng orasan ang inverse piezoelectric effect na ito upang makabuo ng mga electrical signal na may tumpak na timing. Ang piezoelectric na materyal ay na-deform ng isang electric field, na nagiging sanhi ng pag-vibrate nito sa isang partikular na frequency. Ang vibration na ito ay iko-convert sa isang electrical signal, na ginagamit upang makabuo ng isang tumpak na signal ng timing.
Ang mga generator ng orasan ay ginagamit sa iba't ibang mga aplikasyon, mula sa mga kagamitang medikal hanggang sa automation ng industriya. Ang mga ito ay maaasahan, tumpak, at madaling gamitin, na ginagawa silang popular na pagpipilian para sa maraming mga application. Ang piezoelectricity ay isang mahalagang bahagi ng modernong teknolohiya, at ang mga generator ng orasan ay isa lamang sa maraming mga aplikasyon ng hindi pangkaraniwang bagay na ito.
Mga Elektronikong aparato
Ang piezoelectricity ay ang kakayahan ng ilang solidong materyales na makaipon ng singil sa kuryente bilang tugon sa inilapat na mekanikal na stress. Ang phenomenon na ito, na kilala bilang piezoelectric effect, ay ginagamit sa iba't ibang electronic device, mula sa mga pickup sa electronically amplified guitars hanggang sa mga trigger sa modernong electronic drums.
Ang piezoelectricity ay nagmula sa mga salitang Griyego na πιέζειν (piezein) na nangangahulugang "pisilin" o "pindutin" at ἤλεκτρον (ēlektron) na nangangahulugang "amber", isang sinaunang pinagmumulan ng singil ng kuryente. Ang mga piezoelectric na materyales ay mga kristal, keramika, at biological na bagay tulad ng buto at mga protina ng DNA, na nagpapakita ng piezoelectric effect.
Ang piezoelectric effect ay isang linear na electromechanical na interaksyon sa pagitan ng mekanikal at elektrikal na estado sa mga crystalline na materyales na may inversion symmetry. Ito ay isang reversible na proseso, ibig sabihin, ang mga materyales na nagpapakita ng piezoelectric effect ay nagpapakita rin ng reverse piezoelectric effect, na kung saan ay ang panloob na henerasyon ng mechanical strain na nagreresulta mula sa isang inilapat na electrical field. Halimbawa, ang mga lead zirconate titanate crystal ay bumubuo ng masusukat na piezoelectricity kapag ang kanilang static na istraktura ay na-deform mula sa orihinal na sukat nito. Sa kabaligtaran, ang mga kristal ay maaaring magbago ng kanilang static na dimensyon kapag ang isang panlabas na electric field ay inilapat, isang phenomenon na kilala bilang ang inverse piezoelectric effect, na ginagamit sa paggawa ng mga ultrasound wave.
Ang pagtuklas ng piezoelectricity ay kredito sa French physicist na sina Pierre at Jacques Curie, na nagpakita ng direktang piezoelectric effect noong 1880. Ang kanilang pinagsamang kaalaman sa pyroelectricity at pag-unawa sa pinagbabatayan na mga istrukturang kristal ay nagbigay ng hula sa pyroelectric effect, at ang kakayahang hulaan Ang pag-uugali ng kristal ay ipinakita sa epekto ng mga kristal tulad ng tourmaline, quartz, topaz, cane sugar, at Rochelle salt.
Ang piezoelectricity ay ginamit sa iba't ibang pang-araw-araw na aplikasyon, tulad ng pagbuo ng mga spark upang mag-apoy ng gas sa mga kagamitan sa pagluluto at pag-init, mga sulo, mga lighter ng sigarilyo, at mga pyroelectric effect na materyales na bumubuo ng potensyal na kuryente bilang tugon sa pagbabago ng temperatura. Ito ay pinag-aralan nina Carl Linnaeus at Franz Aepinus noong kalagitnaan ng ika-18 siglo, na kumukuha ng kaalaman mula kay René Haüy at Antoine César Becquerel, na naglagay ng kaugnayan sa pagitan ng mekanikal na stress at electric charge. Ang mga eksperimento ay napatunayang walang tiyak, gayunpaman, hanggang sa ang view ng piezo crystal sa Curie compensator museum sa Scotland ay nagpakita ng direktang piezoelectric effect ng magkapatid na Curie.
Ginagamit ang piezoelectricity sa iba't ibang electronic device, mula sa mga pickup sa electronically amplified guitars hanggang sa mga trigger sa modernong electronic drums. Ginagamit din ito sa paggawa at pagtuklas ng tunog, piezoelectric inkjet printing, pagbuo ng mataas na boltahe na kuryente, mga generator ng orasan, microbalance, mga ultrasonic nozzle sa pagmamaneho, at ultrafine focusing optical assemblies. Ang piezoelectricity ay ang batayan din para sa pag-scan ng mga probe microscope, na ginagamit upang malutas ang mga imahe sa sukat ng mga atom.
Mga Microbalances
Ang piezoelectricity ay ang kakayahan ng ilang solidong materyales na makaipon ng singil sa kuryente bilang tugon sa inilapat na mekanikal na stress. Ang piezoelectricity ay nagmula sa mga salitang Griyego na πιέζειν (piezein), na nangangahulugang "pisilin" o "pindutin", at ἤλεκτρον (ēlektron), ibig sabihin ay "amber", isang sinaunang pinagmumulan ng electric charge.
Ginagamit ang piezoelectricity sa iba't ibang pang-araw-araw na aplikasyon, tulad ng pagbuo ng mga spark upang mag-apoy ng gas para sa mga kagamitan sa pagluluto at pagpainit, mga sulo, mga lighter ng sigarilyo, at higit pa. Ginagamit din ito sa paggawa at pagtuklas ng tunog, at sa piezoelectric inkjet printing.
Ginagamit din ang piezoelectricity upang makabuo ng mataas na boltahe na kuryente, at ito ang batayan ng mga generator ng orasan at mga elektronikong aparato tulad ng mga microbalance. Ginagamit din ang piezoelectricity para magmaneho ng mga ultrasonic nozzle at ultrafine focusing optical assemblies.
Ang pagtuklas ng piezoelectricity ay kredito sa French physicist na sina Jacques at Pierre Curie noong 1880. Pinagsama ng magkapatid na Curie ang kanilang kaalaman sa pyroelectricity at ang kanilang pag-unawa sa pinagbabatayan na mga istrukturang kristal upang magbunga ng konsepto ng piezoelectricity. Nagawa nilang mahulaan ang pag-uugali ng kristal at ipinakita ang epekto sa mga kristal tulad ng tourmaline, quartz, topaz, cane sugar, at Rochelle salt.
Ang piezoelectric effect ay pinagsamantalahan para sa mga kapaki-pakinabang na aplikasyon, kabilang ang paggawa at pagtuklas ng tunog. Ang pagbuo ng sonar noong Unang Digmaang Pandaigdig ay isang malaking tagumpay sa paggamit ng piezoelectricity. Kasunod ng Ikalawang Digmaang Pandaigdig, natuklasan ng mga independiyenteng grupo ng pananaliksik sa United States, Russia, at Japan ang isang bagong klase ng mga sintetikong materyales na tinatawag na ferroelectrics, na nagpapakita ng piezoelectric constants hanggang sampung beses na mas mataas kaysa sa mga natural na materyales.
Ito ay humantong sa matinding pagsasaliksik at pagpapaunlad ng barium titanate at kalaunan ay humantong sa zirconate titanate na materyales, na may mga partikular na katangian para sa mga partikular na aplikasyon. Isang makabuluhang halimbawa ng paggamit ng piezoelectric crystals ay binuo sa Bell Telephone Laboratories pagkatapos ng World War II.
Si Frederick R. Lack, na nagtatrabaho sa radio telephony engineering department, ay nakabuo ng cut crystal na gumagana sa malawak na hanay ng mga temperatura. Hindi kailangan ng kristal ni Lack ang mabibigat na accessories ng mga naunang kristal, na nagpapadali sa paggamit nito sa sasakyang panghimpapawid. Ang pag-unlad na ito ay nagbigay-daan sa Allied air forces na makisali sa coordinated mass attacks gamit ang aviation radio.
Ang pagbuo ng mga piezoelectric na aparato at materyales sa Estados Unidos ay nagpapanatili sa ilang kumpanya sa negosyo, at ang pagbuo ng mga kristal na kuwarts ay pinagsamantalahan sa komersyo. Ang mga piezoelectric na materyales ay ginamit na sa iba't ibang mga aplikasyon, kabilang ang medikal na imaging, ultrasonic cleaning, at higit pa.
Magmaneho ng Ultrasonic Nozzle
Ang piezoelectricity ay ang electric charge na naiipon sa ilang solid na materyales tulad ng mga kristal, keramika, at biological na bagay tulad ng buto at DNA. Ito ay tugon sa inilapat na mekanikal na stress at nagmula sa mga salitang Griyego na 'piezein', ibig sabihin ay 'squeeze' o 'press', at 'elektron', ibig sabihin ay 'amber', isang sinaunang pinagmumulan ng electric charge.
Ang piezoelectric effect ay isang linear na electromechanical na interaksyon sa pagitan ng mekanikal at elektrikal na estado ng mga crystalline na materyales na may inversion symmetry. Ito ay isang reversible na proseso, ibig sabihin, ang mga materyales na nagpapakita ng piezoelectric effect ay nagpapakita rin ng reverse piezoelectric effect, na kung saan ay ang panloob na henerasyon ng mechanical strain na nagreresulta mula sa isang inilapat na electrical field. Ang isang halimbawa nito ay ang lead zirconate titanate crystals, na bumubuo ng masusukat na piezoelectricity kapag ang kanilang static na istraktura ay na-deform mula sa orihinal nitong dimensyon. Sa kabaligtaran, kapag ang isang panlabas na electric field ay inilapat, ang mga kristal ay nagbabago ng kanilang static na sukat, na nagreresulta sa kabaligtaran na piezoelectric na epekto, na kung saan ay ang paggawa ng mga ultrasound wave.
Natuklasan ng mga French physicist na sina Jacques at Pierre Curie ang piezoelectricity noong 1880 at mula noon ay pinagsamantalahan na ito para sa iba't ibang kapaki-pakinabang na aplikasyon, kabilang ang paggawa at pagtuklas ng tunog. Ang piezoelectricity ay nakakahanap din ng mga pang-araw-araw na gamit, tulad ng pagbuo ng mga spark upang mag-apoy ng gas sa mga kagamitan sa pagluluto at pag-init, mga sulo, mga lighter ng sigarilyo, at higit pa.
Ang pyroelectric effect, na kung saan ay ang materyal na bumubuo ng isang potensyal na kuryente bilang tugon sa isang pagbabago ng temperatura, ay pinag-aralan ni Carl Linnaeus, Franz Aepinus, at sa kalagitnaan ng ika-18 siglo na kumukuha ng kaalaman mula kay René Haüy at Antoine César Becquerel na naglagay ng kaugnayan sa pagitan ng mekanikal na stress at singil ng kuryente. Ang mga eksperimento upang patunayan ito ay walang tiyak na paniniwala.
Ang view ng piezo crystal sa Curie Compensator sa Hunterian Museum sa Scotland ay isang pagpapakita ng direktang piezoelectric effect ng magkapatid na Pierre at Jacques Curie. Ang pagsasama-sama ng kanilang kaalaman sa pyroelectricity at pag-unawa sa pinagbabatayan na mga istrukturang kristal ay nagbunga ng hula ng pyroelectricity at pinahintulutan silang mahulaan ang pag-uugali ng kristal. Ipinakita ito sa epekto ng mga kristal tulad ng tourmaline, quartz, topaz, cane sugar, at Rochelle salt. Ang sodium at potassium tartrate tetrahydrate at quartz ay nagpakita rin ng piezoelectricity, at isang piezoelectric disk ang ginamit upang makabuo ng boltahe kapag na-deform. Ito ay labis na pinalaki ng mga Curies upang mahulaan ang converse piezoelectric effect, na mathematically deduced mula sa mga pangunahing thermodynamic na prinsipyo ni Gabriel Lippmann noong 1881.
Agad na kinumpirma ng Curies ang pagkakaroon ng converse effect, at nagpatuloy upang makakuha ng quantitative proof ng kumpletong reversibility ng electro-elasto-mechanical deformations sa piezoelectric crystals. Sa loob ng mga dekada, nanatiling isang laboratory curiosity ang piezoelectricity, ngunit isang mahalagang tool sa pagtuklas ng polonium at radium nina Pierre at Marie Curie sa kanilang trabaho upang galugarin at tukuyin ang mga istrukturang kristal na nagpakita ng piezoelectricity. Nagtapos ito sa paglalathala ng Woldemar Voigt's Lehrbuch der Kristallphysik (Textbook of Crystal Physics), na inilarawan ang mga natural na klase ng kristal na may kakayahang piezoelectricity at mahigpit na tinukoy ang piezoelectric constants sa pamamagitan ng tensor analysis.
Ang praktikal na aplikasyon ng mga piezoelectric na aparato ay nagsimula sa sonar, na binuo noong World War I. Sa France, si Paul Langevin at ang kanyang mga katrabaho ay nakabuo ng ultrasonic submarine detector. Ang detektor ay binubuo ng isang transducer na gawa sa manipis na mga kristal na kuwarts na maingat na nakadikit sa mga bakal na plato, na tinatawag na hydrophone, upang makita ang ibinalik na echo pagkatapos na maglabas ng mataas na frequency pulse. Sa pamamagitan ng pagsukat sa oras na kinakailangan upang marinig ang echo ng mga sound wave na tumatalbog sa isang bagay, maaari nilang kalkulahin ang distansya ng bagay. Ang paggamit ng piezoelectricity sa sonar ay isang tagumpay, at ang proyekto ay lumikha ng isang matinding pag-unlad at interes sa mga piezoelectric na aparato sa loob ng mga dekada.
Ang mga bagong piezoelectric na materyales at mga bagong aplikasyon para sa mga materyales na ito ay na-explore at binuo, at ang mga piezoelectric na device ay nakahanap ng mga tahanan sa mga larangan tulad ng ceramic phonograph cartridge, na nagpasimple sa disenyo ng player at ginawa para sa mas mura, mas tumpak na mga record player na mas mura upang mapanatili at mas madaling itayo. . Ang pagbuo ng mga ultrasonic transducers ay pinahihintulutan para sa madaling pagsukat ng lagkit at pagkalastiko ng mga likido at solid, na nagreresulta sa malaking pag-unlad sa pananaliksik ng mga materyales. Ang mga ultrasonic time domain reflectometer ay nagpapadala ng ultrasonic pulse sa pamamagitan ng isang materyal at sinusukat ang mga reflection at discontinuities upang makahanap ng mga bahid sa loob ng cast metal at stone objects
Ultrafine Focusing Optical Assemblies
Ang piezoelectricity ay ang kakayahan ng ilang mga materyales na mag-ipon ng electric charge kapag sumasailalim sa mekanikal na stress. Ito ay isang linear na electromechanical na interaksyon sa pagitan ng mga elektrikal at mekanikal na estado ng mga kristal na materyales na may inversion symmetry. Ang piezoelectricity ay isang reversible na proseso, ibig sabihin, ang mga materyales na nagpapakita ng piezoelectricity ay nagpapakita rin ng reverse piezoelectric effect, na kung saan ay ang panloob na henerasyon ng mechanical strain na nagreresulta mula sa isang inilapat na electrical field.
Ang piezoelectricity ay ginamit sa iba't ibang mga aplikasyon, kabilang ang paggawa at pagtuklas ng tunog, at ang pagbuo ng mataas na boltahe na kuryente. Ginagamit din ang piezoelectricity sa inkjet printing, clock generators, electronic device, microbalance, drive ultrasonic nozzles, at ultrafine focusing optical assemblies.
Ang piezoelectricity ay natuklasan noong 1880 ng mga French physicist na sina Jacques at Pierre Curie. Ang piezoelectric effect ay pinagsamantalahan sa mga kapaki-pakinabang na aplikasyon, tulad ng paggawa at pagtuklas ng tunog, at ang pagbuo ng mataas na boltahe na kuryente. Ginagamit din ang piezoelectric inkjet printing, gayundin ang mga clock generator, electronic device, microbalance, drive ultrasonic nozzles, at ultrafine focusing optical assemblies.
Ang piezoelectricity ay nakahanap ng paraan sa pang-araw-araw na paggamit, tulad ng pagbuo ng mga spark upang mag-apoy ng gas para sa mga kagamitan sa pagluluto at pagpainit, mga sulo, mga lighter ng sigarilyo, at mga pyroelectric effect na materyales na bumubuo ng potensyal na kuryente bilang tugon sa pagbabago ng temperatura. Ang epektong ito ay pinag-aralan nina Carl Linnaeus at Franz Aepinus noong kalagitnaan ng ika-18 siglo, na kumukuha ng kaalaman mula kay René Haüy at Antoine César Becquerel na naglagay ng kaugnayan sa pagitan ng mechanical stress at electric charge. Napatunayang walang tiyak na paniniwala ang mga eksperimento.
Ang view ng piezo crystal sa Curie Compensator sa Hunterian Museum sa Scotland ay isang pagpapakita ng direktang piezoelectric effect ng magkapatid na Pierre at Jacques Curie. Kasama ang kanilang kaalaman sa pyroelectricity at ang kanilang pag-unawa sa pinagbabatayan na mga istrukturang kristal, nagbunga sila ng hula ng pyroelectricity at ang kakayahang mahulaan ang pag-uugali ng kristal. Ito ay ipinakita sa epekto ng mga kristal tulad ng tourmaline, quartz, topaz, cane sugar, at Rochelle salt.
Ang sodium at potassium tartrate tetrahydrate, at quartz at Rochelle salt ay nagpakita ng piezoelectricity, at isang piezoelectric disk ang ginamit upang makabuo ng boltahe kapag na-deform, kahit na ang pagbabago sa hugis ay labis na pinalaki. Hinulaan ng Curies ang converse piezoelectric effect, at ang converse effect ay mathematically deduced mula sa pangunahing thermodynamic na prinsipyo ni Gabriel Lippmann noong 1881. Agad na kinumpirma ng Curies ang pagkakaroon ng converse effect, at nagpatuloy upang makakuha ng quantitative proof ng kumpletong reversibility ng electro- elasto-mechanical deformations sa piezoelectric crystals.
Sa loob ng mga dekada, ang piezoelectricity ay nanatiling isang laboratory curiosity hanggang sa ito ay naging isang mahalagang kasangkapan sa pagtuklas ng polonium at radium nina Pierre at Marie Curie. Ang kanilang trabaho upang galugarin at tukuyin ang mga istrukturang kristal na nagpakita ng piezoelectricity ay nagtapos sa paglalathala ng Woldemar Voigt's Lehrbuch der Kristallphysik (Textbook of Crystal Physics). Inilarawan nito ang mga natural na klase ng kristal na may kakayahang piezoelectricity at mahigpit na tinukoy ang piezoelectric constants gamit ang tensor analysis para sa praktikal na aplikasyon ng piezoelectric device.
Ang pagbuo ng sonar ay isang matagumpay na proyekto na lumikha ng matinding pag-unlad at interes sa mga piezoelectric na aparato. Pagkalipas ng mga dekada, ang mga bagong piezoelectric na materyales at mga bagong aplikasyon para sa mga materyales na ito ay ginalugad at binuo. Nakahanap ang mga piezoelectric device ng mga tahanan sa iba't ibang larangan, tulad ng mga ceramic phonograph cartridge, na nagpasimple sa disenyo ng player at ginawang mas mura at mas madaling mapanatili at mabuo ang mga record player. Ang pagbuo ng mga ultrasonic transducers ay pinahihintulutan para sa madaling pagsukat ng lagkit at pagkalastiko ng mga likido at solid, na nagreresulta sa malaking pag-unlad sa pananaliksik ng mga materyales. Ang mga ultrasonic time domain reflectometer ay nagpapadala ng ultrasonic pulse sa isang materyal at sinusukat ang mga reflection at discontinuities upang makahanap ng mga bahid sa loob ng cast metal at mga bagay na bato, na nagpapahusay sa kaligtasan sa istruktura.
Ang mga simula ng larangan ng mga interes ng piezoelectricity ay na-secure sa mga kumikitang patent ng mga bagong materyales na binuo mula sa mga kristal na kuwarts, na komersyal na pinagsamantalahan bilang isang piezoelectric na materyal. Ang mga siyentipiko ay naghanap ng mas mataas na pagganap ng mga materyales, at sa kabila ng mga pagsulong sa mga materyales at pagkahinog ng mga proseso ng pagmamanupaktura, ang merkado ng Estados Unidos ay hindi mabilis na lumago. Sa kabaligtaran, ang mga tagagawa ng Hapon ay mabilis na nagbahagi ng impormasyon at ang mga bagong aplikasyon para sa paglago sa industriya ng piezoelectric ng Estados Unidos ay nagdusa kumpara sa mga tagagawa ng Hapon.
Piezoelectric Motors
Sa seksyong ito, pag-uusapan ko kung paano ginagamit ang piezoelectricity sa modernong teknolohiya. Mula sa pag-scan ng mga probe microscope na maaaring magresolba ng mga larawan sa sukat ng mga atom hanggang sa mga pickup para sa mga electronic na amplified na gitara at mga trigger para sa mga modernong electronic drum, ang piezoelectricity ay naging mahalagang bahagi ng maraming device. Tuklasin ko ang kasaysayan ng piezoelectricity at kung paano ito ginamit sa iba't ibang mga aplikasyon.
Mga Form na Batayan ng Pag-scan ng Probe Microscope
Ang piezoelectricity ay ang electric charge na naiipon sa ilang solid na materyales, tulad ng mga kristal, keramika, at biological na bagay tulad ng buto at DNA. Ito ay tugon sa inilapat na mekanikal na diin, at ang salitang piezoelectricity ay nagmula sa salitang Griyego na πιέζειν (piezein) na nangangahulugang "pisilin" o "pindutin" at ἤλεκτρον (ēlektron) na nangangahulugang "amber", isang sinaunang pinagmumulan ng singil ng kuryente.
Ang mga piezoelectric na motor ay mga device na gumagamit ng piezoelectric effect upang makabuo ng paggalaw. Ang epektong ito ay ang linear na electromechanical na pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mekanikal at elektrikal na estado sa mga kristal na materyales na may inversion symmetry. Ito ay isang reversible na proseso, ibig sabihin, ang mga materyales na nagpapakita ng piezoelectric effect ay nagpapakita rin ng reverse piezoelectric effect, na kung saan ay ang panloob na henerasyon ng mechanical strain na nagreresulta mula sa isang inilapat na electrical field. Ang mga halimbawa ng mga materyales na bumubuo ng masusukat na piezoelectricity ay lead zirconate titanate crystals.
Ang piezoelectric effect ay pinagsasamantalahan sa mga kapaki-pakinabang na aplikasyon, tulad ng paggawa at pagtuklas ng tunog, piezoelectric inkjet printing, ang pagbuo ng mataas na boltahe na kuryente, mga generator ng orasan, at mga elektronikong device tulad ng microbalance at drive ng mga ultrasonic nozzle para sa ultrafine focusing optical assemblies. Binubuo din nito ang batayan ng pag-scan ng mga probe microscope, na ginagamit upang malutas ang mga imahe sa sukat ng mga atomo.
Ang piezoelectricity ay natuklasan noong 1880 ng mga French physicist na sina Jacques at Pierre Curie. Ang view ng piezo crystal at ang Curie compensator ay makikita sa Hunterian Museum sa Scotland, na isang pagpapakita ng direktang piezoelectric effect ng magkapatid na Pierre at Jacques Curie.
Ang pagsasama-sama ng kanilang kaalaman sa pyroelectricity at ang kanilang pag-unawa sa pinagbabatayan na mga istruktura ng kristal ay nagbunga ng hula ng pyroelectricity, na nagpapahintulot sa kanila na mahulaan ang pag-uugali ng kristal. Ito ay ipinakita sa pamamagitan ng epekto ng mga kristal tulad ng tourmaline, quartz, topaz, cane sugar, at Rochelle salt. Ang sodium at potassium tartrate tetrahydrate, at quartz at Rochelle salt ay nagpakita ng piezoelectricity, at isang piezoelectric disk ang ginamit upang makabuo ng boltahe kapag na-deform, bagama't ito ay labis na pinalaki ng mga Curies.
Hinulaan din nila ang converse piezoelectric effect, at ito ay mathematically deduced mula sa pangunahing thermodynamic na prinsipyo ni Gabriel Lippmann noong 1881. Agad na kinumpirma ng Curies ang pagkakaroon ng converse effect, at nagpatuloy upang makakuha ng quantitative proof ng kumpletong reversibility ng electro-elasto- mechanical deformations sa piezoelectric crystals.
Sa loob ng mga dekada, ang piezoelectricity ay nanatiling isang laboratory curiosity hanggang sa ito ay naging isang mahalagang kasangkapan sa pagtuklas ng polonium at radium nina Pierre at Marie Curie. Ang kanilang trabaho upang galugarin at tukuyin ang mga istrukturang kristal na nagpakita ng piezoelectricity na nagtapos sa paglalathala ng Woldemar Voigt's Lehrbuch der Kristallphysik (Textbook of Crystal Physics), na naglalarawan sa mga natural na klase ng kristal na may kakayahang piezoelectricity at mahigpit na tinukoy ang piezoelectric constants at tensor analysis.
Ito ay humantong sa praktikal na paggamit ng mga piezoelectric device, tulad ng sonar, na binuo noong World War I. Sa France, si Paul Langevin at ang kanyang mga katrabaho ay bumuo ng isang ultrasonic submarine detector. Ang detektor na ito ay binubuo ng isang transducer na gawa sa manipis na mga kristal na kuwarts na maingat na nakadikit sa mga bakal na plato, at isang hydrophone upang makita ang ibinalik na echo pagkatapos na maglabas ng mataas na frequency pulse mula sa transducer. Sa pamamagitan ng pagsukat sa oras na kinakailangan upang marinig ang echo ng mga sound wave na tumatalbog sa isang bagay, nagawa nilang kalkulahin ang distansya ng bagay. Gumamit sila ng piezoelectricity upang maging matagumpay ang sonar na ito, at ang proyekto ay lumikha ng matinding pag-unlad at interes sa mga piezoelectric na aparato sa loob ng mga dekada.
Ang mga bagong piezoelectric na materyales at mga bagong aplikasyon para sa mga materyal na ito ay na-explore at binuo, at ang mga piezoelectric na device ay nakahanap ng mga tahanan sa maraming larangan, tulad ng mga ceramic phonograph cartridge, na nagpasimple sa disenyo ng player at ginawa para sa mas mura at mas tumpak na mga record player na mas mura upang mapanatili at mas madali. magtayo. Ang pagbuo ng mga ultrasonic transducers ay pinahihintulutan para sa madaling pagsukat ng lagkit at pagkalastiko ng mga likido at solid, na nagreresulta sa malaking pag-unlad sa pananaliksik ng mga materyales. Ang mga ultrasonic time domain reflectometer ay nagpapadala ng ultrasonic pulse sa isang materyal at sinusukat ang mga reflection at discontinuities upang makahanap ng mga bahid sa loob ng cast metal at mga bagay na bato, na nagpapahusay sa kaligtasan sa istruktura.
Noong Ikalawang Digmaang Pandaigdig, ang mga independiyenteng grupo ng pananaliksik sa United
Lutasin ang Mga Larawan sa Scale of Atoms
Ang piezoelectricity ay ang electric charge na naiipon sa ilang solid na materyales tulad ng mga kristal, keramika, at biological na bagay tulad ng buto at DNA. Ito ay tugon sa inilapat na mekanikal na diin at nagmula sa salitang Griyego na 'piezein', ibig sabihin ay pisilin o pinindot. Ang piezoelectric effect ay nagreresulta mula sa linear electromechanical na interaksyon sa pagitan ng mekanikal at elektrikal na estado sa mga kristal na materyales na may inversion symmetry.
Ang piezoelectricity ay isang reversible na proseso, at ang mga materyales na nagpapakita ng piezoelectric effect ay nagpapakita rin ng reverse piezoelectric effect, na kung saan ay ang panloob na henerasyon ng mechanical strain na nagreresulta mula sa isang inilapat na electrical field. Kabilang sa mga halimbawa nito ang lead zirconate titanate crystals, na bumubuo ng masusukat na piezoelectricity kapag ang kanilang static na istraktura ay na-deform mula sa orihinal nitong dimensyon. Sa kabaligtaran, binabago ng mga kristal ang kanilang static na dimensyon kapag inilapat ang isang panlabas na electric field, na kilala bilang inverse piezoelectric effect at ginagamit sa paggawa ng mga ultrasound wave.
Natuklasan ng mga French physicist na sina Jacques at Pierre Curie ang piezoelectricity noong 1880. Ang piezoelectric effect ay pinagsamantalahan para sa iba't ibang kapaki-pakinabang na aplikasyon, kabilang ang paggawa at pagtuklas ng tunog, piezoelectric inkjet printing, ang pagbuo ng mataas na boltahe na kuryente, mga generator ng orasan, at mga elektronikong kagamitan tulad ng microbalance at humimok ng mga ultrasonic nozzle. Binubuo din nito ang batayan ng pag-scan ng mga probe microscope, na ginagamit upang malutas ang mga imahe sa sukat ng mga atomo.
Ginagamit din ang piezoelectricity sa mga pang-araw-araw na aplikasyon, tulad ng pagbuo ng mga spark upang mag-apoy ng gas sa mga kagamitan sa pagluluto at pagpainit, mga sulo, mga lighter ng sigarilyo, at higit pa. Ang pyroelectric effect, na isang materyal na bumubuo ng electric potential bilang tugon sa pagbabago ng temperatura, ay pinag-aralan nina Carl Linnaeus at Franz Aepinus noong kalagitnaan ng ika-18 siglo. Batay sa kaalaman nina René Haüy at Antoine César Becquerel, naglagay sila ng isang relasyon sa pagitan ng mekanikal na stress at electric charge, ngunit ang kanilang mga eksperimento ay napatunayang walang tiyak na paniniwala.
Maaaring tingnan ng mga bisita sa Hunterian Museum sa Glasgow ang piezo crystal Curie compensator, isang pagpapakita ng direktang piezoelectric effect ng magkapatid na Pierre at Jacques Curie. Kasama ang kanilang kaalaman sa pyroelectricity at pag-unawa sa pinagbabatayan na mga istrukturang kristal, nagbigay sila ng hula sa pyroelectricity at ang kakayahang mahulaan ang pag-uugali ng kristal. Ito ay ipinakita sa pamamagitan ng epekto ng mga kristal tulad ng tourmaline, quartz, topaz, cane sugar, at Rochelle salt. Ang sodium at potassium tartrate tetrahydrate, at quartz at Rochelle salt ay nagpakita ng piezoelectricity, at ang isang piezoelectric disk ay bumubuo ng boltahe kapag na-deform, kahit na ang pagbabago sa hugis ay labis na pinalaki. Nahuhulaan ng Curies ang converse piezoelectric effect, at ang converse effect ay mathematically deduced mula sa mga pangunahing thermodynamic na prinsipyo ni Gabriel Lippmann noong 1881.
Agad na kinumpirma ng Curies ang pagkakaroon ng converse effect, at nagpatuloy upang makakuha ng quantitative proof ng kumpletong reversibility ng electro-elasto-mechanical deformations sa piezoelectric crystals. Sa loob ng mga dekada, ang piezoelectricity ay nanatiling isang laboratory curiosity, ngunit ito ay isang mahalagang tool sa pagtuklas ng polonium at radium nina Pierre at Marie Curie. Ang kanilang trabaho upang galugarin at tukuyin ang mga istrukturang kristal na nagpakita ng piezoelectricity ay nagtapos sa paglalathala ng Woldemar Voigt's Lehrbuch der Kristallphysik (Textbook of Crystal Physics).
Mga Pickup na Electronically Amplified Guitars
Ang mga piezoelectric na motor ay mga de-koryenteng motor na gumagamit ng piezoelectric na epekto upang i-convert ang elektrikal na enerhiya sa mekanikal na enerhiya. Ang piezoelectric effect ay ang kakayahan ng ilang mga materyales na makabuo ng electric charge kapag napapailalim sa mekanikal na stress. Ang mga piezoelectric na motor ay ginagamit sa iba't ibang mga application, mula sa pagpapagana ng maliliit na device gaya ng mga relo at orasan hanggang sa pagpapagana ng mas malalaking makina gaya ng mga robot at kagamitang medikal.
Ang mga piezoelectric na motor ay ginagamit sa mga pickup na electronically amplified na gitara. Ginagamit ng mga pickup na ito ang piezoelectric effect upang i-convert ang mga vibrations ng mga string ng gitara sa isang electrical signal. Ang signal na ito ay pinalakas at ipinadala sa isang amplifier, na gumagawa ng tunog ng gitara. Ginagamit din ang mga piezoelectric pickup sa mga modernong electronic drum, kung saan ginagamit ang mga ito upang makita ang mga vibrations ng drum head at i-convert ang mga ito sa isang electrical signal.
Ginagamit din ang mga piezoelectric na motor sa pag-scan ng mga probe microscope, na gumagamit ng piezoelectric effect upang ilipat ang isang maliit na probe sa isang ibabaw. Pinapayagan nito ang mikroskopyo na lutasin ang mga imahe sa sukat ng mga atomo. Ginagamit din ang mga piezoelectric na motor sa mga inkjet printer, kung saan ginagamit ang mga ito upang ilipat ang print head pabalik-balik sa pahina.
Ang mga piezoelectric na motor ay ginagamit sa iba't ibang mga application, kabilang ang mga medikal na aparato, mga bahagi ng automotive, at consumer electronics. Ginagamit din ang mga ito sa mga pang-industriyang aplikasyon, tulad ng sa paggawa ng mga bahagi ng katumpakan at sa pagpupulong ng mga kumplikadong bahagi. Ginagamit din ang piezoelectric effect sa paggawa ng mga ultrasound wave, na ginagamit sa medical imaging at sa pagtuklas ng mga bahid sa mga materyales.
Sa pangkalahatan, ginagamit ang mga piezoelectric na motor sa malawak na hanay ng mga application, mula sa pagpapagana ng maliliit na device hanggang sa pagpapagana ng mas malalaking makina. Ginagamit ang mga ito sa mga pickup na electronically amplified na gitara, modernong electronic drum, scanning probe microscope, inkjet printer, medical device, automotive component, at consumer electronics. Ang piezoelectric effect ay ginagamit din sa paggawa ng mga ultrasound wave at sa pagtuklas ng mga bahid sa mga materyales.
Nag-trigger ng Modern Electronic Drums
Ang piezoelectricity ay ang electric charge na naiipon sa ilang solid na materyales tulad ng mga kristal, keramika, at biological na bagay tulad ng buto at DNA. Ito ang tugon ng mga materyales na ito sa inilapat na mekanikal na stress. Ang salitang piezoelectricity ay nagmula sa salitang Griyego na "piezein", na nangangahulugang "ipitin o pindutin", at ang salitang "elektron", na nangangahulugang "amber", isang sinaunang pinagmumulan ng electric charge.
Ang mga piezoelectric na motor ay mga device na gumagamit ng piezoelectric effect upang makabuo ng paggalaw. Ang epektong ito ay nagreresulta mula sa linear na electromechanical na interaksyon sa pagitan ng mekanikal at elektrikal na estado ng mga crystalline na materyales na may inversion symmetry. Ito ay isang reversible na proseso, ibig sabihin, ang mga materyales na nagpapakita ng piezoelectric effect ay nagpapakita rin ng reverse piezoelectric effect, na kung saan ay ang panloob na henerasyon ng mechanical strain na nagreresulta mula sa isang inilapat na electrical field. Ang isang halimbawa nito ay ang lead zirconate titanate crystals, na bumubuo ng masusukat na piezoelectricity kapag ang kanilang static na istraktura ay na-deform mula sa orihinal nitong dimensyon. Sa kabaligtaran, kapag ang isang panlabas na electric field ay inilapat, ang mga kristal ay nagbabago ng kanilang static na dimensyon, na gumagawa ng mga ultrasound wave.
Ang mga piezoelectric na motor ay ginagamit sa iba't ibang pang-araw-araw na aplikasyon, tulad ng:
• Bumubuo ng mga spark upang mag-apoy ng gas sa mga kagamitan sa pagluluto at pag-init
• Mga sulo, pangsindi ng sigarilyo, at pyroelectric effect na materyales
• Pagbuo ng potensyal na kuryente bilang tugon sa pagbabago ng temperatura
• Produksyon at pagtuklas ng tunog
• Piezoelectric inkjet printing
• Pagbuo ng mataas na boltahe na kuryente
• Generator ng orasan at mga elektronikong aparato
• Mga microbalance
• Magmaneho ng mga ultrasonic nozzle at ultrafine focusing optical assemblies
• Binubuo ang batayan ng pag-scan ng mga probe microscope
• Lutasin ang mga larawan sa sukat ng mga atom
• Mga pickup na electronic na amplified na gitara
• Nag-trigger ng mga modernong elektronikong drum.
Electromechanical Modeling ng Piezoelectric Transducers
Sa seksyong ito, tuklasin ko ang electromechanical modeling ng piezoelectric transducers. Titingnan ko ang kasaysayan ng pagtuklas ng piezoelectricity, ang mga eksperimento na nagpatunay sa pagkakaroon nito, at ang pagbuo ng mga piezoelectric na device at materyales. Tatalakayin ko rin ang mga kontribusyon ng mga French physicist na sina Pierre at Jacques Curie, Carl Linnaeus at Franz Aepinus, Rene Hauy at Antoine Cesar Becquerel, Gabriel Lippmann, at Woldemar Voigt.
French Physicists Pierre at Jacques Curie
Ang piezoelectricity ay isang electromechanical phenomenon kung saan naipon ang electric charge sa ilang solid na materyales gaya ng mga kristal, ceramics, at biological matter tulad ng buto at DNA. Ang singil na ito ay nabuo bilang tugon sa isang inilapat na mekanikal na stress. Ang salitang 'piezoelectricity' ay nagmula sa salitang Griyego na 'piezein', ibig sabihin ay 'pigain o pindutin', at 'elektron', ibig sabihin ay 'amber', isang sinaunang pinagmumulan ng electric charge.
Ang piezoelectric effect ay nagreresulta mula sa isang linear na electromechanical na interaksyon sa pagitan ng mekanikal at elektrikal na estado sa mga materyales na may inversion symmetry. Ang epektong ito ay nababaligtad, ibig sabihin, ang mga materyales na nagpapakita ng piezoelectric na epekto ay nagpapakita rin ng reverse piezoelectric na epekto, kung saan ang panloob na henerasyon ng mekanikal na strain ay ginawa bilang tugon sa isang inilapat na larangan ng kuryente. Halimbawa, ang mga lead zirconate titanate crystal ay bumubuo ng masusukat na piezoelectricity kapag ang kanilang static na istraktura ay na-deform mula sa orihinal na sukat nito. Sa kabaligtaran, kapag ang isang panlabas na electric field ay inilapat, ang mga kristal ay nagbabago ng kanilang static na dimensyon, na gumagawa ng mga ultrasound wave sa prosesong kilala bilang ang inverse piezoelectric effect.
Noong 1880, natuklasan ng mga French physicist na sina Pierre at Jacques Curie ang piezoelectric effect at mula noon ay pinagsamantalahan na ito para sa iba't ibang kapaki-pakinabang na aplikasyon, kabilang ang produksyon at pagtuklas ng tunog, piezoelectric inkjet printing, ang pagbuo ng mataas na boltahe na kuryente, mga generator ng orasan, at electronic. mga device gaya ng microbalance at drive ultrasonic nozzles para sa ultrafine focusing optical assemblies. Ito rin ay bumubuo ng batayan para sa pag-scan ng mga probe microscope, na maaaring magresolba ng mga imahe sa sukat ng mga atomo. Ginagamit din ang piezoelectricity sa mga pickup para sa electronically amplified guitars at triggers para sa modernong electronic drums.
Ang piezoelectricity ay nakakahanap din ng mga pang-araw-araw na gamit, tulad ng pagbuo ng mga spark upang mag-apoy ng gas sa mga kagamitan sa pagluluto at pag-init, mga sulo, mga lighter ng sigarilyo, at higit pa. Ang pyroelectric effect, kung saan ang isang materyal ay bumubuo ng potensyal na kuryente bilang tugon sa pagbabago ng temperatura, ay pinag-aralan nina Carl Linnaeus at Franz Aepinus noong kalagitnaan ng ika-18 siglo, na nakuha ang kaalaman nina René Hauy at Antoine César Becquerel, na naglagay ng relasyon sa pagitan mekanikal na stress at electric charge, kahit na ang kanilang mga eksperimento ay napatunayang walang katiyakan.
Sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng kanilang kaalaman sa pyroelectricity na may pag-unawa sa pinagbabatayan na mga istrukturang kristal, nagawa ng mga Curies na magbunga ng hula ng pyroelectricity at mahulaan ang pag-uugali ng mga kristal. Ito ay ipinakita sa epekto ng mga kristal tulad ng tourmaline, quartz, topaz, cane sugar, at Rochelle salt. Ang sodium potassium tartrate tetrahydrate at quartz ay nagpakita rin ng piezoelectricity. Ang isang piezoelectric disk ay bumubuo ng isang boltahe kapag na-deform, kahit na ito ay labis na pinalaki sa demonstrasyon ng Curies. Nagawa rin nilang mahulaan ang converse piezoelectric effect at mathematically deduce ito mula sa mga pangunahing thermodynamic na prinsipyo ni Gabriel Lippmann noong 1881.
Agad na kinumpirma ng Curies ang pagkakaroon ng converse effect, at nagpatuloy upang makakuha ng quantitative proof ng kumpletong reversibility ng electro-elasto-mechanical deformations sa piezoelectric crystals. Sa sumunod na mga dekada, ang piezoelectricity ay nanatiling isang laboratory curiosity hanggang sa ito ay naging isang mahalagang kasangkapan sa pagtuklas ng polonium at radium nina Pierre at Marie Curie. Ang kanilang trabaho upang galugarin at tukuyin ang mga istrukturang kristal na nagpakita ng piezoelectricity ay nagtapos sa paglalathala ng 'Lehrbuch der Kristallphysik' ni Woldemar Voigt (Textbook of Crystal Physics).
Napatunayang Walang Katiyakan ang Mga Eksperimento
Ang piezoelectricity ay isang electromechanical phenomenon kung saan naipon ang electric charge sa ilang solid na materyales, tulad ng mga kristal, keramika, at biological na bagay tulad ng buto at DNA. Ito ang tugon sa inilapat na mekanikal na diin, at ang salitang 'piezoelectricity' ay nagmula sa mga salitang Griyego na 'piezein', ibig sabihin ay 'ipitin o pindutin', at 'ēlektron', ibig sabihin ay 'amber', isang sinaunang pinagmumulan ng electric charge.
Ang piezoelectric effect ay nagreresulta mula sa linear electromechanical na interaksyon sa pagitan ng mekanikal at elektrikal na estado ng mga crystalline na materyales na may inversion symmetry. Ito ay isang nababaligtad na proseso; Ang mga materyales na nagpapakita ng piezoelectric effect ay nagpapakita rin ng reverse piezoelectric effect, na kung saan ay ang panloob na henerasyon ng mekanikal na strain na nagreresulta mula sa isang inilapat na electrical field. Halimbawa, ang mga lead zirconate titanate crystal ay bumubuo ng masusukat na piezoelectricity kapag ang kanilang static na istraktura ay na-deform mula sa orihinal na sukat nito. Sa kabaligtaran, ang mga kristal ay maaaring magbago ng kanilang static na dimensyon kapag ang isang panlabas na electric field ay inilapat, na kilala bilang ang inverse piezoelectric effect, na ginagamit sa paggawa ng mga ultrasound wave.
Natuklasan ng mga French physicist na sina Pierre at Jacques Curie ang piezoelectricity noong 1880. Mula noon ay pinagsamantalahan na ito para sa iba't ibang kapaki-pakinabang na aplikasyon, kabilang ang paggawa at pagtuklas ng tunog, piezoelectric inkjet printing, ang pagbuo ng mataas na boltahe na kuryente, mga generator ng orasan, at mga elektronikong aparato tulad ng microbalances , humimok ng mga ultrasonic nozzle, at ultrafine focusing optical assemblies. Binubuo din nito ang batayan ng pag-scan ng mga mikroskopyo ng probe, na maaaring malutas ang mga imahe sa sukat ng mga atomo. Ginagamit din ang piezoelectricity sa mga pickup para sa mga electronic na amplified na gitara, at mga trigger para sa mga modernong elektronikong drum.
Ang piezoelectricity ay nakakahanap ng pang-araw-araw na gamit sa pagbuo ng mga spark upang mag-apoy ng gas sa mga kagamitan sa pagluluto at pag-init, mga sulo, mga lighter ng sigarilyo, at higit pa. Ang pyroelectric effect, kung saan ang isang materyal ay bumubuo ng potensyal na kuryente bilang tugon sa pagbabago ng temperatura, ay pinag-aralan nina Carl Linnaeus at Franz Aepinus noong kalagitnaan ng ika-18 siglo, na nakuha ang kaalaman nina René Hauy at Antoine César Becquerel, na naglagay ng isang relasyon sa pagitan ng mekanikal na stress at electric charge. Napatunayang walang tiyak na paniniwala ang mga eksperimento.
Ang pinagsamang kaalaman sa pyroelectricity at ang pag-unawa sa pinagbabatayan na mga istruktura ng kristal ay nagbunga ng hula ng pyroelectricity at ang kakayahang mahulaan ang pag-uugali ng mga kristal. Ito ay ipinakita sa epekto ng mga kristal tulad ng tourmaline, quartz, topaz, cane sugar, at Rochelle salt. Ang sodium potassium tartrate tetrahydrate at quartz ay nagpakita rin ng piezoelectricity, at isang piezoelectric disk ang ginamit upang makabuo ng boltahe kapag na-deform. Ito ay lubos na pinalaki sa pagpapakita ng mga Curies ng direktang epekto ng piezoelectric.
Hinulaan ng magkapatid na Pierre at Jacques Curie ang converse piezoelectric effect, at ang converse effect ay mathematically deduced mula sa mga pangunahing thermodynamic na prinsipyo ni Gabriel Lippmann noong 1881. Agad na kinumpirma ng Curies ang pagkakaroon ng converse effect, at nagpatuloy upang makakuha ng quantitative proof ng kumpletong reversibility ng electro-elasto-mechanical deformations sa piezoelectric crystals.
Sa loob ng mga dekada, ang piezoelectricity ay nanatiling isang laboratory curiosity, ngunit ito ay isang mahalagang tool sa pagtuklas ng polonium at radium nina Pierre at Marie Curie. Ang kanilang trabaho upang galugarin at tukuyin ang mga istrukturang kristal na nagpakita ng piezoelectricity ay nagtapos sa paglalathala ng Woldemar Voigt's Lehrbuch der Kristallphysik (Textbook of Crystal Physics). Inilarawan nito ang mga natural na klase ng kristal na may kakayahang piezoelectricity at mahigpit na tinukoy ang piezoelectric constants gamit ang tensor analysis. Ito ang unang praktikal na aplikasyon ng mga piezoelectric transducers, at ang sonar ay binuo noong Unang Digmaang Pandaigdig. Sa France, si Paul Langevin at ang kanyang mga katrabaho ay nakabuo ng ultrasonic submarine detector.
Carl Linnaeus at Franz Aepinus
Ang piezoelectricity ay isang electromechanical phenomenon kung saan naipon ang electric charge sa ilang solid na materyales gaya ng mga kristal, ceramics, at biological matter tulad ng buto at DNA. Ang singil na ito ay nabuo bilang tugon sa inilapat na mekanikal na stress. Ang salitang piezoelectricity ay nagmula sa mga salitang Griyego na πιέζειν (piezein) na nangangahulugang "ipitin o pinindot" at ἤλεκτρον (ēlektron) na nangangahulugang "amber", isang sinaunang pinagmumulan ng electric charge.
Ang piezoelectric effect ay nagreresulta mula sa isang linear na electromechanical na interaksyon sa pagitan ng mekanikal at elektrikal na estado ng mga crystalline na materyales na may inversion symmetry. Ang epektong ito ay nababaligtad, ibig sabihin, ang mga materyales na nagpapakita ng piezoelectricity ay nagpapakita rin ng reverse piezoelectric effect, na kung saan ay ang panloob na henerasyon ng mechanical strain na nagreresulta mula sa isang inilapat na electrical field. Halimbawa, ang mga lead zirconate titanate crystal ay bumubuo ng masusukat na piezoelectricity kapag ang kanilang static na istraktura ay na-deform mula sa orihinal na sukat nito. Sa kabaligtaran, ang mga kristal ay maaaring magbago ng kanilang static na dimensyon kapag ang isang panlabas na electric field ay inilapat, na kilala bilang ang inverse piezoelectric effect at ginagamit sa paggawa ng mga ultrasound wave.
Noong 1880, natuklasan ng mga French physicist na sina Jacques at Pierre Curie ang piezoelectric effect at mula noon ay pinagsamantalahan na ito para sa maraming kapaki-pakinabang na aplikasyon, kabilang ang paggawa at pagtuklas ng tunog, piezoelectric inkjet printing, ang pagbuo ng mataas na boltahe na kuryente, mga generator ng orasan, mga elektronikong aparato, microbalance. , humimok ng mga ultrasonic nozzle, at ultrafine focusing optical assemblies. Ito rin ay bumubuo ng batayan para sa pag-scan ng mga probe microscope, na ginagamit upang malutas ang mga imahe sa sukat ng mga atomo. Ginagamit din ang piezoelectricity sa mga pickup para sa electronically amplified guitars at triggers para sa modernong electronic drums.
Matatagpuan din ang piezoelectricity sa pang-araw-araw na paggamit, tulad ng pagbuo ng mga spark upang mag-apoy ng gas sa mga kagamitan sa pagluluto at pag-init, mga sulo, mga lighter ng sigarilyo, at ang pyroelectric effect, na kapag ang isang materyal ay bumubuo ng potensyal na kuryente bilang tugon sa pagbabago ng temperatura. Ang epektong ito ay pinag-aralan nina Carl Linnaeus at Franz Aepinus noong kalagitnaan ng ika-18 siglo, na kumukuha ng kaalaman mula kay René Hauy at Antoine César Becquerel, na naglagay ng ugnayan sa pagitan ng mekanikal na stress at electric charge, kahit na ang kanilang mga eksperimento ay napatunayang hindi tiyak.
Ang view ng piezo crystal sa Curie compensator sa Hunterian Museum sa Scotland ay isang pagpapakita ng direktang piezoelectric effect ng magkapatid na Pierre at Jacques Curie. Ang pagsasama-sama ng kanilang kaalaman sa pyroelectricity na may pag-unawa sa pinagbabatayan na mga istruktura ng kristal ay nagbunga ng hula ng pyroelectricity at ang kakayahang mahulaan ang pag-uugali ng kristal. Ito ay ipinakita sa pamamagitan ng epekto ng mga kristal tulad ng tourmaline, quartz, topaz, cane sugar, at Rochelle salt. Ang sodium potassium tartrate tetrahydrate at quartz mula sa Rochelle salt ay nagpakita ng piezoelectricity, at ang isang piezoelectric disk ay bumubuo ng boltahe kapag na-deform, bagama't ito ay labis na pinalaki sa demonstrasyon ng Curies.
Ang hula ng converse piezoelectric effect at ang mathematical deduction nito mula sa mga pangunahing thermodynamic na prinsipyo ay ginawa ni Gabriel Lippmann noong 1881. Agad na kinumpirma ng Curies ang pagkakaroon ng converse effect, at nagpatuloy upang makakuha ng quantitative proof ng kumpletong reversibility ng electro-elasto- mechanical deformations sa piezoelectric crystals. Sa loob ng mga dekada, ang piezoelectricity ay nanatiling isang laboratory curiosity hanggang sa ito ay naging isang mahalagang tool sa pagtuklas ng polonium at radium nina Pierre at Marie Curie, na ginamit ito upang galugarin at tukuyin ang mga istrukturang kristal na nagpakita ng piezoelectricity. Nagtapos ito sa paglalathala ng Woldemar Voigt's Lehrbuch der Kristallphysik (Textbook of Crystal Physics), na inilarawan ang mga natural na klase ng kristal na may kakayahang piezoelectricity at mahigpit na tinukoy ang piezoelectric constants gamit ang tensor analysis.
Ang praktikal na aplikasyon ng mga piezoelectric transducers na ito ay humantong sa pagbuo ng sonar noong World War I. Sa France, si Paul Langevin at ang kanyang mga kasamahan sa trabaho ay bumuo ng isang ultrasonic submarine detector. Ang detektor ay binubuo ng isang transducer na gawa sa manipis na mga kristal na kuwarts na maingat na nakadikit sa mga bakal na plato, at isang hydrophone upang makita ang ibinalik na echo pagkatapos na maglabas ng mataas na frequency pulse mula sa transducer. Sa pamamagitan ng pagsukat sa oras na kinakailangan upang marinig ang echo ng mga sound wave na tumatalbog sa isang bagay, nagawa nilang kalkulahin ang distansya ng bagay. Gumamit sila ng piezoelectricity upang maging matagumpay ang sonar na ito, at ang proyekto ay lumikha ng matinding pag-unlad at interes sa mga piezoelectric na aparato.
Rene Hauy at Antoine Cesar Becquerel
Ang piezoelectricity ay isang electromechanical phenomenon na nangyayari kapag ang ilang solid na materyales, tulad ng mga kristal, ceramics, at biological matter tulad ng buto at DNA, ay nag-iipon ng electric charge bilang tugon sa inilapat na mechanical stress. Ang piezoelectricity ay nagmula sa salitang Griyego na 'piezein', ibig sabihin ay 'pigain o pindutin', at 'elektron', ibig sabihin ay 'amber', isang sinaunang pinagmumulan ng electric charge.
Ang piezoelectric effect ay nagreresulta mula sa isang linear na electromechanical na interaksyon sa pagitan ng mekanikal at elektrikal na estado sa mga kristal na materyales na may inversion symmetry. Ang epektong ito ay nababaligtad, ibig sabihin, ang mga materyales na nagpapakita ng piezoelectric effect ay nagpapakita rin ng reverse piezoelectric effect, o panloob na henerasyon ng mekanikal na strain na nagreresulta mula sa isang inilapat na electrical field. Halimbawa, ang mga lead zirconate titanate crystal ay bumubuo ng masusukat na piezoelectricity kapag ang kanilang static na istraktura ay na-deform mula sa orihinal na sukat nito. Sa kabaligtaran, ang mga kristal ay maaaring magbago ng kanilang static na dimensyon kapag ang isang panlabas na electric field ay inilapat, na nagreresulta sa kabaligtaran na piezoelectric na epekto at ang produksyon ng mga ultrasound wave.
Natuklasan ng mga French physicist na sina Pierre at Jacques Curie ang piezoelectric effect noong 1880. Ang epektong ito ay pinagsamantalahan para sa iba't ibang kapaki-pakinabang na aplikasyon, kabilang ang paggawa at pagtuklas ng tunog, piezoelectric inkjet printing, ang pagbuo ng mataas na boltahe na kuryente, mga generator ng orasan, at mga elektronikong aparato tulad ng microbalance, drive ultrasonic nozzles, at ultrafine focusing optical assemblies. Binubuo din nito ang batayan ng pag-scan ng mga probe microscope, na maaaring magresolba ng mga imahe sa isang sukat ng mga atom. Ginagamit din ang piezoelectricity sa mga pickup para sa mga electronic na amplified na gitara, at mga trigger para sa mga modernong elektronikong drum.
Ang piezoelectric effect ay unang pinag-aralan nina Carl Linnaeus at Franz Aepinus noong kalagitnaan ng ika-18 siglo, na kumukuha ng kaalaman mula kay Rene Hauy at Antoine Cesar Becquerel, na naglagay ng kaugnayan sa pagitan ng mechanical stress at electric charge. Gayunpaman, napatunayang walang tiyak na paniniwala ang mga eksperimento. Kasama ang kaalaman sa pyroelectricity, at pag-unawa sa pinagbabatayan na mga istrukturang kristal, nagbunga ito ng hula ng pyroelectricity, at ang kakayahang mahulaan ang pag-uugali ng kristal. Ito ay ipinakita sa epekto ng mga kristal tulad ng tourmaline, quartz, topaz, cane sugar, at Rochelle salt. Ang sodium potassium tartrate tetrahydrate at quartz ay nagpakita rin ng piezoelectricity, at isang piezoelectric disk ang ginamit upang makabuo ng boltahe kapag na-deform. Ang epektong ito ay labis na pinalaki sa demonstrasyon ng mga Curies sa Museum of Scotland, na nagpakita ng direktang piezoelectric effect.
Ang magkapatid na Pierre at Jacques Curie ay nagpatuloy upang makakuha ng quantitative proof ng kumpletong reversibility ng electro-elasto-mechanical deformations sa piezoelectric crystals. Sa loob ng mga dekada, ang piezoelectricity ay nanatiling isang laboratory curiosity, hanggang sa ito ay naging isang mahalagang kasangkapan sa pagtuklas ng polonium at radium nina Pierre at Marie Curie. Ang gawaing ito ay ginalugad at tinukoy ang mga istrukturang kristal na nagpakita ng piezoelectricity, na nagtatapos sa paglalathala ng Woldemar Voigt's Lehrbuch der Kristallphysik (Textbook of Crystal Physics).
Agad na kinumpirma ng Curies ang pagkakaroon ng converse effect, at nagpatuloy sa mathematically deduce ang mga pangunahing thermodynamic na prinsipyo ng converse effect. Ginawa ito ni Gabriel Lippmann noong 1881. Ang piezoelectricity ay ginamit noon para bumuo ng sonar noong World War I. Sa France, si Paul Langevin at ang kanyang mga katrabaho ay nakabuo ng ultrasonic submarine detector. Ang detektor na ito ay binubuo ng isang transducer na gawa sa manipis na mga kristal na kuwarts na maingat na nakadikit sa mga bakal na plato, at isang hydrophone upang makita ang ibinalik na echo. Sa pamamagitan ng pagpapalabas ng high frequency pulse mula sa transducer at pagsukat sa oras na kinakailangan upang marinig ang echo ng sound wave na tumatalbog sa isang bagay, maaari nilang kalkulahin ang distansya sa bagay.
Ang paggamit ng piezoelectric crystals ay higit na binuo ng Bell Telephone Laboratories pagkatapos ng World War II. Si Frederick R. Lack, na nagtatrabaho sa radio telephony engineering department, ay nakabuo ng isang cut crystal na maaaring gumana sa malawak na hanay ng mga temperatura. Hindi kailangan ng kristal ni Lack ang mabibigat na accessories ng mga naunang kristal, na nagpapadali sa paggamit nito sa sasakyang panghimpapawid. Ang pag-unlad na ito ay nagbigay-daan sa Allied air forces na makisali sa coordinated mass attacks, gamit ang aviation radio. Ang pagbuo ng mga piezoelectric na aparato at materyales sa Estados Unidos ay nagpapanatili sa mga kumpanya sa pagbuo ng mga simula ng digmaan sa larangan, at mga interes sa pag-secure ng mga kumikitang patent para sa mga bagong materyales na binuo. Ang mga kristal na quartz ay komersyal na pinagsamantalahan bilang isang piezoelectric na materyal, at ang mga siyentipiko ay naghanap ng mga materyales na mas mataas ang pagganap. Sa kabila ng mga pagsulong sa mga materyales at pagkahinog ng mga proseso ng pagmamanupaktura, ang Estados Unidos
Gabriel Lippmann
Ang piezoelectricity ay isang electromechanical phenomenon kung saan naipon ang electric charge sa ilang solid na materyales, tulad ng mga kristal, keramika, at biological na bagay tulad ng buto at DNA. Ito ay resulta ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mekanikal at elektrikal na estado sa mga materyales na may inversion symmetry. Ang piezoelectricity ay unang natuklasan ng mga French physicist na sina Pierre at Jacques Curie noong 1880.
Ang piezoelectricity ay pinagsamantalahan para sa iba't ibang kapaki-pakinabang na aplikasyon, kabilang ang produksyon at pagtuklas ng tunog, piezoelectric inkjet printing, at ang pagbuo ng mataas na boltahe na kuryente. Ang piezoelectricity ay nagmula sa mga salitang Griyego na πιέζειν (piezein) na nangangahulugang "ipitin o pinindot" at ἤλεκτρον (ēlektron) na nangangahulugang "amber", isang sinaunang pinagmumulan ng electric charge.
Ang piezoelectric effect ay nababaligtad, ibig sabihin, ang mga materyales na nagpapakita ng piezoelectricity ay nagpapakita rin ng reverse piezoelectric effect, kung saan ang panloob na henerasyon ng mechanical strain ay nagreresulta mula sa paggamit ng isang electrical field. Halimbawa, ang mga lead zirconate titanate crystal ay bumubuo ng masusukat na piezoelectricity kapag ang kanilang static na istraktura ay na-deform mula sa orihinal na sukat nito. Sa kabaligtaran, ang mga kristal ay maaaring magbago ng kanilang static na dimensyon kapag ang isang panlabas na electric field ay inilapat, isang proseso na kilala bilang ang inverse piezoelectric effect. Ang prosesong ito ay maaaring gamitin upang makagawa ng mga ultrasound wave.
Ang piezoelectric effect ay pinag-aralan mula noong kalagitnaan ng ika-18 siglo, nang sina Carl Linnaeus at Franz Aepinus, na kumukuha sa kaalaman nina René Hauy at Antoine César Becquerel, ay naglagay ng kaugnayan sa pagitan ng mekanikal na stress at electric charge. Gayunpaman, napatunayang walang tiyak na paniniwala ang mga eksperimento. Ito ay hindi hanggang sa ang pinagsamang kaalaman sa pyroelectricity at isang pag-unawa sa pinagbabatayan na mga istruktura ng kristal ay nagbigay ng hula sa pyroelectricity na ang mga mananaliksik ay nakapaghula ng pag-uugali ng kristal. Ito ay ipinakita sa pamamagitan ng epekto ng mga kristal tulad ng tourmaline, quartz, topaz, cane sugar, at Rochelle salt.
Si Gabriel Lippmann, noong 1881, ay mathematically deduced ang pangunahing thermodynamic na prinsipyo ng converse piezoelectric effect. Agad na kinumpirma ng Curies ang pagkakaroon ng converse effect, at nagpatuloy upang makakuha ng quantitative proof ng kumpletong reversibility ng electro-elasto-mechanical deformations sa piezoelectric crystals.
Sa loob ng mga dekada, ang piezoelectricity ay nanatiling isang laboratory curiosity hanggang sa ito ay naging isang mahalagang kasangkapan sa pagtuklas ng polonium at radium nina Pierre at Marie Curie. Ang kanilang trabaho upang galugarin at tukuyin ang mga istrukturang kristal na nagpakita ng piezoelectricity ay nagtapos sa paglalathala ng Woldemar Voigt's Lehrbuch der Kristallphysik (Textbook of Crystal Physics). Inilarawan nito ang mga natural na klase ng kristal na may kakayahang piezoelectricity at mahigpit na tinukoy ang piezoelectric constants na may tensor analysis.
Ang praktikal na aplikasyon ng mga piezoelectric na aparato ay nagsimula sa pagbuo ng sonar noong Unang Digmaang Pandaigdig. Si Paul Langevin at ang kanyang mga katrabaho ay nakabuo ng ultrasonic submarine detector. Ang detektor na ito ay binubuo ng isang transducer na gawa sa manipis na mga kristal na kuwarts na maingat na nakadikit sa mga bakal na plato, at isang hydrophone upang makita ang ibinalik na echo. Sa pamamagitan ng pagpapalabas ng high frequency pulse mula sa transducer at pagsukat sa oras na kinakailangan upang marinig ang echo ng sound wave na tumatalbog sa isang bagay, nagawa nilang kalkulahin ang distansya sa bagay. Ang paggamit ng piezoelectricity para sa sonar ay isang tagumpay, at ang proyekto ay lumikha ng isang matinding interes sa pag-unlad sa mga piezoelectric na aparato. Sa paglipas ng mga dekada, ang mga bagong piezoelectric na materyales at mga bagong aplikasyon para sa mga materyales na ito ay ginalugad at binuo. Nakahanap ang mga piezoelectric device ng mga tahanan sa iba't ibang larangan, mula sa mga ceramic phonograph cartridge na pinasimple ang disenyo ng player at ginawang mura, tumpak na mga record player na mas mura para mapanatili at mas madaling itayo, hanggang sa pagbuo ng mga ultrasonic transducer na nagbibigay-daan para sa madaling pagsukat ng lagkit at pagkalastiko ng mga likido at solids, na nagreresulta sa malaking pag-unlad sa pananaliksik ng mga materyales. Ang mga ultrasonic time domain reflectometer ay nagpapadala ng ultrasonic pulse sa isang materyal at sinusukat ang mga reflection at discontinuities upang makahanap ng mga bahid sa loob ng cast metal at mga bagay na bato, na nagpapahusay sa kaligtasan sa istruktura.
Kasunod ng Ikalawang Digmaang Pandaigdig, natuklasan ng mga independiyenteng grupo ng pananaliksik sa United States, Russia, at Japan ang isang bagong klase ng mga sintetikong materyales na tinatawag na ferroelectrics na nagpapakita ng piezoelectric constants hanggang sampung beses na mas mataas kaysa sa mga natural na materyales. Ito ay humantong sa matinding pananaliksik upang bumuo ng barium titanate, at kalaunan ay humantong sa zirconate titanate, mga materyales na may mga partikular na katangian para sa mga partikular na aplikasyon. Ang isang makabuluhang halimbawa ng paggamit ng mga piezoelectric na kristal ay binuo
Woldemar Voigt
Ang piezoelectricity ay isang electromechanical phenomenon kung saan naipon ang electric charge sa ilang solid na materyales, tulad ng mga kristal, keramika, at biological na bagay tulad ng buto at DNA. Ang singil na ito ay nabuo bilang tugon sa isang inilapat na mekanikal na stress. Ang salitang piezoelectricity ay nagmula sa salitang Griyego na "piezein", na nangangahulugang "pigain o pindutin", at "elektron", na nangangahulugang "amber", isang sinaunang pinagmumulan ng electric charge.
Ang piezoelectric effect ay nagreresulta mula sa isang linear na electromechanical na interaksyon sa pagitan ng mekanikal at elektrikal na estado ng mga crystalline na materyales na may inversion symmetry. Ang epektong ito ay nababaligtad, ibig sabihin, ang mga materyales na nagpapakita ng piezoelectricity ay nagpapakita rin ng reverse piezoelectric na epekto, kung saan ang panloob na henerasyon ng mechanical strain ay nagreresulta mula sa isang inilapat na electrical field. Halimbawa, ang mga lead zirconate titanate crystal ay bumubuo ng masusukat na piezoelectricity kapag ang kanilang static na istraktura ay na-deform mula sa orihinal na sukat nito. Sa kabaligtaran, ang mga kristal ay maaaring magbago ng kanilang static na dimensyon kapag ang isang panlabas na electric field ay inilapat, isang phenomenon na kilala bilang ang inverse piezoelectric effect, na ginagamit sa paggawa ng mga ultrasound wave.
Natuklasan ng mga French physicist na sina Pierre at Jacques Curie ang piezoelectricity noong 1880. Ang piezoelectric effect ay mula noon ay pinagsamantalahan para sa iba't ibang kapaki-pakinabang na aplikasyon, kabilang ang paggawa at pagtuklas ng tunog, piezoelectric inkjet printing, ang pagbuo ng mataas na boltahe na kuryente, mga generator ng orasan, at mga elektronikong aparato tulad ng mga microbalance at humimok ng mga ultrasonic nozzle para sa ultrafine na pagtutok ng mga optical assemblies. Binubuo din nito ang batayan ng pag-scan ng mga mikroskopyo ng probe, na maaaring malutas ang mga imahe sa sukat ng mga atomo. Bukod pa rito, ginagamit ng mga pickup sa electronically amplified guitars at trigger sa modernong electronic drums ang piezoelectric effect.
Ang piezoelectricity ay nakakahanap din ng pang-araw-araw na paggamit sa pagbuo ng mga spark upang mag-apoy ng gas sa mga kagamitan sa pagluluto at pag-init, sa mga sulo, mga lighter ng sigarilyo, at higit pa. Ang pyroelectric effect, kung saan ang isang materyal ay bumubuo ng isang potensyal na kuryente bilang tugon sa isang pagbabago ng temperatura, ay pinag-aralan nina Carl Linnaeus at Franz Aepinus noong kalagitnaan ng ika-18 siglo, na kumukuha ng kaalaman mula kay Rene Hauy at Antoine Cesar Becquerel, na naglagay ng relasyon sa pagitan ng mekanikal. stress at electric charge. Ang mga eksperimento upang patunayan ang relasyong ito ay napatunayang walang katiyakan.
Ang view ng piezo crystal sa Curie compensator sa Hunterian Museum sa Scotland ay isang pagpapakita ng direktang piezoelectric effect ng magkapatid na Pierre at Jacques Curie. Ang pagsasama-sama ng kanilang kaalaman sa pyroelectricity na may pag-unawa sa pinagbabatayan na mga istruktura ng kristal ay nagbunga ng hula ng pyroelectricity, na nagpapahintulot sa kanila na mahulaan ang pag-uugali ng kristal na ipinakita nila sa epekto ng mga kristal tulad ng tourmaline, quartz, topaz, cane sugar, at Rochelle salt . Ang sodium at potassium tartrate tetrahydrate at quartz ay nagpakita rin ng piezoelectricity, at isang piezoelectric disk ang ginamit upang makabuo ng boltahe kapag na-deform. Ang pagbabagong ito sa hugis ay labis na pinalaki sa demonstrasyon ng mga Curies, at nagpatuloy sila upang mahulaan ang converse piezoelectric effect. Ang kabaligtaran na epekto ay mathematically deduced mula sa pangunahing thermodynamic na prinsipyo ni Gabriel Lippmann noong 1881.
Agad na kinumpirma ng Curies ang pagkakaroon ng converse effect, at nagpatuloy upang makakuha ng quantitative proof ng kumpletong reversibility ng electro-elasto-mechanical deformations sa piezoelectric crystals. Sa sumunod na mga dekada, ang piezoelectricity ay nanatiling isang laboratory curiosity, hanggang sa ito ay naging isang mahalagang tool sa pagtuklas ng polonium at radium ni Pierre Marie Curie, na ginamit ito upang galugarin at tukuyin ang mga istrukturang kristal na nagpakita ng piezoelectricity. Nagtapos ito sa paglalathala ng Woldemar Voigt's Lehrbuch der Kristallphysik (Textbook of Crystal Physics), na inilarawan ang mga natural na klase ng kristal na may kakayahang piezoelectricity at mahigpit na tinukoy ang piezoelectric constants gamit ang tensor analysis.
Ito ay humantong sa praktikal na paggamit ng mga piezoelectric device, tulad ng sonar, na binuo noong World War I. Sa France, si Paul Langevin at ang kanyang mga katrabaho ay bumuo ng isang ultrasonic submarine detector. Ang detektor na ito ay binubuo ng isang transducer na gawa sa manipis na mga kristal na kuwarts na maingat na nakadikit sa mga bakal na plato, at isang hydrophone upang makita ang ibinalik na echo pagkatapos na maglabas ng mataas na frequency pulse mula sa transducer. Sa pamamagitan ng pagsukat sa oras na kinakailangan upang marinig ang echo ng mga sound wave na tumatalbog sa isang bagay, maaari nilang kalkulahin ang distansya sa bagay. Gumamit sila ng piezoelectricity upang maging matagumpay ang sonar na ito, at ang proyekto ay lumikha ng matinding pag-unlad at interes sa.
Mahalagang relasyon
- Mga Piezoelectric Actuator: Ang mga piezoelectric actuator ay mga device na nagko-convert ng elektrikal na enerhiya sa mekanikal na paggalaw. Karaniwang ginagamit ang mga ito sa robotics, mga medikal na device, at iba pang mga application kung saan kinakailangan ang tumpak na kontrol sa paggalaw.
- Mga Piezoelectric Sensor: Ang mga piezoelectric sensor ay ginagamit upang sukatin ang mga pisikal na parameter gaya ng pressure, acceleration, at vibration. Kadalasang ginagamit ang mga ito sa pang-industriya at medikal na aplikasyon, gayundin sa consumer electronics.
- Piezoelectricity sa Kalikasan: Ang piezoelectricity ay isang natural na nagaganap na phenomenon sa ilang partikular na materyales, at matatagpuan sa maraming buhay na organismo. Ito ay ginagamit ng ilang mga organismo upang madama ang kanilang kapaligiran at makipag-usap sa ibang mga organismo.
Konklusyon
Ang piezoelectricity ay isang kamangha-manghang kababalaghan na ginamit sa iba't ibang mga aplikasyon, mula sa sonar hanggang sa mga cartridge ng ponograpo. Ito ay pinag-aralan mula noong kalagitnaan ng 1800s, at nagamit na sa malaking epekto sa pag-unlad ng makabagong teknolohiya. Ginalugad ng post sa blog na ito ang kasaysayan at paggamit ng piezoelectricity, at itinampok ang kahalagahan ng hindi pangkaraniwang bagay na ito sa pag-unlad ng modernong teknolohiya. Para sa mga interesadong matuto nang higit pa tungkol sa piezoelectricity, ang post na ito ay isang magandang panimulang punto.
Ako si Joost Nusselder, ang founder ng Neaera at isang content marketer, tatay, at mahilig sumubok ng mga bagong kagamitan na may gitara sa puso ng aking hilig, at kasama ang aking team, gumagawa ako ng mga malalalim na artikulo sa blog mula noong 2020 upang matulungan ang mga tapat na mambabasa sa mga tip sa pag-record at gitara.
