Piezoelektrik - bu ma'lum materiallarning mexanik stressga duchor bo'lganda elektr energiyasini ishlab chiqarish qobiliyati va aksincha. Bu so'z yunoncha piezodan kelib chiqqan bo'lib, bosim va elektr degan ma'noni anglatadi. U birinchi marta 1880 yilda kashf etilgan, ammo kontseptsiya uzoq vaqtdan beri ma'lum.
Pyezoelektrning eng mashhur namunasi kvartsdir, ammo boshqa ko'plab materiallar ham bu hodisani namoyish etadi. Piezoelektrdan eng keng tarqalgan foydalanish ultratovush ishlab chiqarishdir.
Ushbu maqolada men piezoelektr nima ekanligini, u qanday ishlashini va ushbu ajoyib hodisaning ko'plab amaliy qo'llanilishini muhokama qilaman.
Piezoelektr nima?
Piezoelektrik - ma'lum materiallarning qo'llaniladigan mexanik kuchlanishga javoban elektr zaryadini hosil qilish qobiliyati. Bu inversiya simmetriyasi bo'lgan kristall materiallardagi mexanik va elektr holatlar o'rtasidagi chiziqli elektromexanik o'zaro ta'sir. Piezoelektrik materiallar yuqori kuchlanishli elektr energiyasini, soat generatorlarini, elektron qurilmalarni, mikrobalanslarni, ultratovushli nozullarni va ultra nozik fokusli optik birikmalarni ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin.
Piezoelektrik materiallarga kristallar, ma'lum keramika, suyak va DNK kabi biologik moddalar va oqsillar kiradi. Pyezoelektrik materialga kuch qo'llanilganda, u elektr zaryadini hosil qiladi. Keyinchalik bu zaryad qurilmalarni quvvatlantirish yoki kuchlanish yaratish uchun ishlatilishi mumkin.
Piezoelektrik materiallar turli xil ilovalarda qo'llaniladi, jumladan:
• Ovozni ishlab chiqarish va aniqlash
• Piezoelektrik inkjet bosib chiqarish
• Yuqori kuchlanishli elektr energiyasini ishlab chiqarish
• Soat generatorlari
• Elektron qurilmalar
• Mikrobalanslar
• Ultrasonik nozullarni haydash
• O'ta nozik fokusli optik birikmalar
• Pikaplar elektron kuchaytirilgan gitara uchun
• Zamonaviy elektron barabanlar uchun triggerlar
• Gazni yoqish uchun uchqunlar ishlab chiqarish
• Ovqat pishirish va isitish moslamalari
• Chiroqlar va sigaret chiroqlari.
Piezoelektrning tarixi qanday?
Pyezoelektr 1880 yilda frantsuz fiziklari Jak va Per Kyuri tomonidan kashf etilgan. Bu qo'llaniladigan mexanik kuchlanishga javoban kristallar, keramika va biologik moddalar kabi ma'lum qattiq materiallarda to'planadigan elektr zaryadidir. "Pyezoelektr" so'zi yunoncha "piezein" - "siqish" yoki "bosish" va "elektron" - "qahrabo" degan ma'noni anglatadi, elektr zaryadining qadimgi manbai.
Pyezoelektrik effekt teskari simmetriyaga ega bo'lgan kristall materiallarning mexanik va elektr holatlari o'rtasidagi chiziqli elektromexanik o'zaro ta'sir natijasida yuzaga keladi. Bu teskari jarayondir, ya'ni piezoelektriklikni ko'rsatadigan materiallar teskari piezoelektrik effektni ham ko'rsatadi, ya'ni qo'llaniladigan elektr maydoni natijasida mexanik kuchlanishning ichki hosil bo'lishi.
Kyurilarning piroelektrik haqidagi umumiy bilimlari va kristall tuzilmalarni tushunishlari piroelektrni bashorat qilish va kristall harakatini bashorat qilish qobiliyatini keltirib chiqardi. Bu turmalin, kvarts, topaz, qamish shakar va Rochelle tuzi kabi kristallarning ta'sirida namoyon bo'ldi.
Kyuri zudlik bilan qarama-qarshi effekt mavjudligini tasdiqladi va piezoelektrik kristallardagi elektro-elasto-mexanik deformatsiyalarning to'liq qaytarilishining miqdoriy isbotini olishga kirishdi. O'nlab yillar davomida piezoelektrik laboratoriyada qiziquvchan bo'lib qoldi, u Per va Mari Kyuri tomonidan poloniy va radiyni kashf qilishda muhim vositaga aylandi.
Pyezoelektrik ko'plab foydali ilovalar uchun, jumladan, tovushni ishlab chiqarish va aniqlash, piezoelektrik inkjet bosib chiqarish, yuqori kuchlanishli elektr energiyasini ishlab chiqarish, soat generatorlari va elektron qurilmalar, mikrobalanslar, ultratovushli nozullar, optik birikmalarning ultra nozik fokuslari va shakllari uchun ishlatilgan. atomlar miqyosidagi tasvirlarni echish uchun skanerlovchi probli mikroskoplarning asosi.
Piezoelektr, shuningdek, pishirish va isitish moslamalarida, mash'alalarda, sigaret chiroqlarida va piroelektrik effektda gazni yoqish uchun uchqun hosil qilish kabi kundalik foydalanishni topadi, bu erda material harorat o'zgarishiga javoban elektr potentsialini hosil qiladi.
Birinchi jahon urushi davrida sonarning rivojlanishi Bell Telefon Laboratoriyalari tomonidan ishlab chiqilgan piezoelektrik kristallardan foydalanishni ko'rdi. Bu ittifoqdosh havo kuchlariga aviatsiya radiosidan foydalangan holda muvofiqlashtirilgan ommaviy hujumlarni amalga oshirishga imkon berdi. Qo'shma Shtatlarda piezoelektrik qurilmalar va materiallarning rivojlanishi kompaniyalarni yangi materiallar uchun foydali patentlarni ta'minlab, manfaatlar sohasida urush davrining boshlanishini rivojlantirishda davom etdi.
Yaponiya Qo'shma Shtatlar piezoelektrik sanoatining yangi ilovalari va o'sishini ko'rdi va tezda o'zlarini ishlab chiqdi. Ular tezda ma'lumot almashishdi va muayyan ilovalar uchun o'ziga xos xususiyatlarga ega bo'lgan bariy titanat va keyinchalik qo'rg'oshin zirkonat titanat materiallarini ishlab chiqdilar.
Piezoelektr 1880 yilda kashf etilganidan beri uzoq yo'lni bosib o'tdi va hozirda turli kundalik ilovalarda qo'llaniladi. Bundan tashqari, materiallarni tadqiq qilishda yutuqlarga erishish uchun foydalanilgan, masalan, ultratovushli vaqt zonasi reflektorlari, ular quyma metall va tosh buyumlar ichidagi kamchiliklarni topish uchun aks ettirish va uzilishlarni o'lchash uchun material orqali ultratovush impulsini yuboradi va struktura xavfsizligini oshiradi.
Piezoelektrik qanday ishlaydi
Ushbu bo'limda men piezoelektr qanday ishlashini o'rganaman. Men qattiq jismlarda elektr zaryadining to'planishi, chiziqli elektromexanik o'zaro ta'sir va bu hodisani tashkil etuvchi teskari jarayonni ko'rib chiqaman. Shuningdek, men piezoelektrik tarixi va uning qo'llanilishini muhokama qilaman.
Qattiq jismlarda elektr zaryadining to'planishi
Piezoelektr - bu kristallar, keramika va suyak va DNK kabi biologik moddalar kabi ma'lum qattiq materiallarda to'plangan elektr zaryadidir. Bu qo'llaniladigan mexanik stressga javob bo'lib, uning nomi yunoncha "piezein" (siqish yoki bosish) va "ēlektron" (qahrabo) so'zlaridan kelib chiqqan.
Piezoelektrik effekt inversiya simmetriyasiga ega kristall materiallardagi mexanik va elektr holatlar o'rtasidagi chiziqli elektromexanik o'zaro ta'sir natijasida yuzaga keladi. Bu teskari jarayondir, ya'ni piezoelektrik xususiyatlarga ega bo'lgan materiallar teskari piezoelektrik effektni ham namoyon qiladi, bu erda mexanik kuchlanishning ichki hosil bo'lishi qo'llaniladigan elektr maydonidan kelib chiqadi. O'lchanadigan piezoelektrni ishlab chiqaradigan materiallarga qo'rg'oshin zirkonat titanat kristallari kiradi.
Frantsuz fiziklari Per va Jak Kyuri 1880 yilda piezoelektrni kashf etdilar. O'shandan beri u turli xil foydali ilovalar uchun, jumladan, tovushni ishlab chiqarish va aniqlash, piezoelektrik inkjet bosib chiqarish, yuqori kuchlanishli elektr energiyasini ishlab chiqarish, soat generatorlari va mikrobalanslar kabi elektron qurilmalar uchun ishlatilgan. va optik birikmalarni ultra nozik fokuslash uchun ultratovushli nozullarni boshqaring. Shuningdek, u atomlar miqyosida tasvirlarni hal qila oladigan skanerlovchi probli mikroskoplarning asosini tashkil qiladi. Piezoelektr, shuningdek, elektron kuchaytirilgan gitaralar uchun pikaplarda va zamonaviy elektron barabanlar uchun triggerlarda ham qo'llaniladi.
Piezoelektrik gazni yoqish uchun uchqun hosil qilishda, pishirish va isitish moslamalarida, mash'alalarda, sigaret chiroqlarida va piroelektrik effektda kundalik foydalanishni topadi, bu erda material harorat o'zgarishiga javoban elektr potentsialini hosil qiladi. Buni 18-asr o'rtalarida Karl Linney va Frants Aepinus o'rganib, mexanik kuchlanish va elektr zaryadi o'rtasidagi bog'liqlikni ko'rsatgan Rene Xayu va Antuan Sezar Bekkerelning bilimlariga tayanganlar. Tajribalar natijasiz chiqdi.
Shotlandiyadagi Hunterian muzeyidagi Kyuri kompensatoridagi piezo kristalining ko'rinishi to'g'ridan-to'g'ri piezoelektrik effektning namoyishidir. Aka-uka Per va Jak Kyuri o'zlarining piroelektrik haqidagi bilimlarini asosiy kristall tuzilmalarni tushunish bilan birlashtirdilar, bu esa piroelektrikni bashorat qilish imkonini berdi. Ular kristall harakatini bashorat qila oldilar va turmalin, kvarts, topaz, qamish shakar va Rochelle tuzi kabi kristallardagi ta'sirni ko'rsatdilar. Natriy kaliy tartrat tetrahidrat va kvarts ham piezoelektriklikni namoyish etdi. Piezoelektrik disk deformatsiyalanganda kuchlanish hosil qiladi va shakli o'zgarishi Kyuri namoyishida juda abartılıdır.
Ular qarama-qarshi piezoelektrik effektni bashorat qila oldilar va teskari effekt 1881 yilda Gabriel Lippman tomonidan matematik tarzda chiqarilgan. Kyurilar teskari effekt mavjudligini darhol tasdiqladilar va elektro-elastoelektrik effektning to'liq qaytarilishining miqdoriy isbotini olishga kirishdilar. piezoelektrik kristallardagi mexanik deformatsiyalar.
O'nlab yillar davomida piezoelektrik laboratoriya qiziqishi bo'lib qoldi, ammo u Per va Mari Kyuri tomonidan poloniy va radiyni ochishda muhim vosita edi. Ularning piezoelektrni ko'rsatadigan kristall tuzilmalarni o'rganish va aniqlash bo'yicha ishi Voldemar Voigtning "Lehrbuch der Kristallphysik" (Kristal fizikasi darsligi) nashri bilan yakunlandi, unda piezoelektrik quvvatga ega tabiiy kristall sinflari tasvirlangan va piezoelektrik konstantalar orqali qat'iy belgilangan. Bu piezoelektrik qurilmalarning amaliy qo'llanilishi edi va sonar Birinchi jahon urushi paytida ishlab chiqilgan. Frantsiyada Pol Langevin va uning hamkasblari ultratovushli suv osti detektorini ishlab chiqdilar.
Detektor adan iborat edi transduser po'lat plitalarga ehtiyotkorlik bilan yopishtirilgan yupqa kvarts kristallaridan yasalgan va qaytarilgan aks-sadoni aniqlash uchun gidrofon. Yuqori chiqarish orqali chastota Transduserdan impulsni o'lchash va ob'ektdan sakragan tovush to'lqinlarining aks-sadosini eshitish uchun zarur bo'lgan vaqtni o'lchab, ular ob'ektgacha bo'lgan masofani hisoblashga muvaffaq bo'lishdi. Ular sonarni muvaffaqiyatli qilish uchun piezoelektrikdan foydalanganlar va loyiha piezoelektrik qurilmalarga qizg'in rivojlanish va qiziqish uyg'otdi. O'nlab yillar davomida yangi piezoelektrik materiallar va materiallar uchun yangi ilovalar o'rganildi va ishlab chiqildi va piezoelektrik qurilmalar turli sohalarda uylarni topdi. Seramika fonograf kartridjlari pleyer dizaynini soddalashtirdi va arzon va aniq pleyerlar uchun ishlab chiqarilgan, ularni saqlash arzonroq va qurish osonroq edi.
Ultrasonik transduserlarning rivojlanishi suyuqliklar va qattiq jismlarning yopishqoqligi va elastikligini oson o'lchash imkonini berdi, natijada materiallarni tadqiq qilishda katta yutuqlarga erishildi.
Chiziqli elektromexanik o'zaro ta'sir
Piezoelektrik - bu ma'lum materiallarning mexanik stressga duchor bo'lganda elektr zaryadini hosil qilish qobiliyati. Bu so'z yunoncha "siqish yoki bosish" degan ma'noni anglatuvchi "piezeyn" (piezein) va "qahrabo" degan ma'noni bildiruvchi "elektron" (ēlektron) so'zlaridan kelib chiqqan bo'lib, qadimgi elektr zaryadining manbai bo'lgan.
Pyezoelektr 1880 yilda frantsuz fiziklari Jak va Per Kyuri tomonidan kashf etilgan. U inversiya simmetriyasiga ega boʻlgan kristall materiallarning mexanik va elektr holatlari oʻrtasidagi chiziqli elektromexanik oʻzaro taʼsirga asoslangan. Bu ta'sir teskari, ya'ni piezoelektrik ta'sir ko'rsatadigan materiallar ham teskari piezoelektrik ta'sir ko'rsatadi, bunda mexanik kuchlanishning ichki hosil bo'lishi qo'llaniladigan elektr maydonidan kelib chiqadi. Statik strukturasidan deformatsiyalanganda o'lchanadigan piezoelektr hosil qiluvchi materiallarga qo'rg'oshin tsirkonat titanat kristallari kiradi. Aksincha, kristallar tashqi elektr maydoni qo'llanilganda o'zlarining statik o'lchamlarini o'zgartirishi mumkin, bu teskari piezoelektrik effekt sifatida tanilgan va ultratovush to'lqinlarini ishlab chiqarishda qo'llaniladi.
Piezoelektrik turli xil foydali ilovalar uchun ishlatilgan, masalan:
• Ovozni ishlab chiqarish va aniqlash
• Piezoelektrik inkjet bosib chiqarish
• Yuqori kuchlanishli elektr energiyasini ishlab chiqarish
• Soat generatori
• Elektron qurilmalar
• Mikrobalanslar
• Ultrasonik nozullarni haydash
• O'ta nozik fokusli optik birikmalar
• Atomlar miqyosida tasvirlarni yechish uchun skanerlovchi prob mikroskoplarining asosini tashkil qiladi
• Elektron kuchaytirilgan gitaralarda pikaplar
• Zamonaviy elektron barabanlardagi triggerlar
• Pishirish va isitish moslamalarida gazni yoqish uchun uchqun hosil qilish
• Chiroqlar va sigaret chiroqlari
Piezoelektr, shuningdek, harorat o'zgarishiga javoban elektr potentsialini yaratadigan material bo'lgan piroelektrik effektda kundalik foydalanishni topadi. Buni 18-asr o'rtalarida Karl Linney va Frants Aepinus o'rganib, mexanik kuchlanish va elektr zaryadi o'rtasidagi bog'liqlikni ko'rsatgan Rene Xayu va Antuan Sezar Bekkerelning bilimlariga tayanganlar. Biroq, tajribalar natijasiz chiqdi.
Shotlandiyadagi Hunterian muzeyidagi Kyuri kompensatorida piezokristalni ko'rish to'g'ridan-to'g'ri piezoelektrik effektning namoyishidir. Aynan aka-uka Per va Jak Kyurilarning ishi pyezoelektrni ko‘rsatuvchi kristall tuzilmalarni o‘rgandi va aniqladi, bu esa Voldemar Voigtning Lehrbuch der Kristallphysik (Kristal fizikasi darsligi) nashri bilan yakunlandi. Bu piezoelektrik quvvatga ega bo'lgan tabiiy kristall sinflarini tasvirlab berdi va piezoelektrik qurilmalarni amaliy qo'llashga olib keladigan tensor tahlili orqali piezoelektrik konstantalarni qat'iy aniqladi.
Sonar Birinchi jahon urushi paytida, frantsiyalik Pol Langevin va uning hamkasblari ultratovushli suv osti detektorini ishlab chiqqanlarida yaratilgan. Ushbu detektor po'lat plitalarga ehtiyotkorlik bilan yopishtirilgan yupqa kvarts kristallaridan tayyorlangan transduser va transduserdan yuqori chastotali impulsni chiqargandan keyin qaytarilgan aks-sadoni aniqlash uchun gidrofondan iborat edi. Ob'ektdan sakrab tushayotgan tovush to'lqinlarining aks-sadosini eshitish uchun zarur bo'lgan vaqtni o'lchab, ular pyezoelektrikdan foydalangan holda ob'ektning masofasini hisoblashga muvaffaq bo'lishdi. Ushbu loyihaning muvaffaqiyati o'nlab yillar davomida piezoelektrik qurilmalarga qizg'in rivojlanish va qiziqish uyg'otdi, yangi piezoelektrik materiallar va ushbu materiallar uchun yangi ilovalar o'rganildi va ishlab chiqildi. Piezoelektrik qurilmalar ko'plab sohalarda uylarni topdi, masalan, keramik fonograf kartridjlari, bu pleyer dizaynini soddalashtirdi va arzonroq va aniqroq ovoz yozish pleyerlari uchun yaratilgan, arzonroq va qurish va saqlash osonroq.
Ultrasonik transduserlarning rivojlanishi suyuqliklar va qattiq jismlarning yopishqoqligi va elastikligini oson o'lchash imkonini berdi, natijada materiallarni tadqiq qilishda katta yutuqlarga erishildi. Ultrasonik vaqt domeni reflektometrlari materialga ultratovush impulsini yuboradi va quyma metall va tosh buyumlar ichidagi kamchiliklarni topish uchun aks ettirish va uzilishlarni o'lchaydi, bu esa strukturaning xavfsizligini oshiradi. Ikkinchi jahon urushidan so'ng, AQSh, Rossiya va Yaponiyadagi mustaqil tadqiqot guruhlari ferroelektrik deb nomlangan yangi sintetik materiallar sinfini kashf etdilar, ular tabiiy materiallarga qaraganda bir necha baravar yuqori piezoelektrik konstantalarni namoyish etdi. Bu bariy titanat va keyinchalik qo'rg'oshin tsirkonat titanat, muayyan ilovalar uchun o'ziga xos xususiyatlarga ega bo'lgan materiallarni ishlab chiqish bo'yicha qizg'in izlanishlarga olib keldi.
Piezoelektrik kristallardan foydalanishning muhim namunasi Ikkinchi Jahon urushidan keyin Bell Telefon Laboratoriyalari tomonidan ishlab chiqilgan. Frederik R. Lak, radiotelefoniya muhandisligi bo'limida ishlagan.
Qaytariladigan jarayon
Piezoelektrik - bu kristallar, keramika va suyak va DNK kabi biologik moddalar kabi ma'lum qattiq materiallarda to'plangan elektr zaryadidir. Bu ushbu materiallarning qo'llaniladigan mexanik stressga javobidir. "Pyezoelektr" so'zi yunoncha "piezein" "siqish" yoki "bosish" va "elektron" "qahrabo" degan ma'noni anglatadi, elektr zaryadining qadimgi manbai.
Pyezoelektrik effekt teskari simmetriyaga ega bo'lgan kristall materiallarning mexanik va elektr holatlari o'rtasidagi chiziqli elektromexanik o'zaro ta'sir natijasida yuzaga keladi. Bu teskari jarayondir, ya'ni piezoelektriklikni ko'rsatadigan materiallar teskari piezoelektrik effektni ham ko'rsatadi, ya'ni qo'llaniladigan elektr maydoni natijasida mexanik kuchlanishning ichki hosil bo'lishi. O'lchanadigan piezoelektrni ishlab chiqaradigan materiallarga qo'rg'oshin zirkonat titanat kristallari kiradi. Bu kristallarning statik tuzilishi deformatsiyalanganda, ular dastlabki o'lchamiga qaytadi va aksincha, tashqi elektr maydoni qo'llanilganda, ular ultratovush to'lqinlarini hosil qilib, statik o'lchamlarini o'zgartiradilar.
Frantsuz fiziklari Jak va Per Kyuri 1880 yilda piezoelektrni kashf etdilar. O'shandan beri u turli xil foydali ilovalar uchun, jumladan tovushni ishlab chiqarish va aniqlash, piezoelektrik inkjet bosib chiqarish, yuqori kuchlanishli elektr energiyasini ishlab chiqarish, soat generatorlari, elektron qurilmalar, mikrobalanslar, haydash ultratovushli nozullar va ultra nozik fokusli optik birikmalar. Shuningdek, u atomlar miqyosida tasvirlarni hal qila oladigan zond mikroskoplarini skanerlash uchun asos bo'lib xizmat qiladi. Piezoelektr, shuningdek, elektron kuchaytirilgan gitara uchun pikaplarda va zamonaviy elektron barabanlar uchun triggerlarda ham qo'llaniladi.
Piezoelektr, shuningdek, pishirish va isitish moslamalarida, mash'alalarda, sigaret chiroqlarida va boshqalarda gazni yoqish uchun uchqun hosil qilish kabi kundalik foydalanishni topadi. Haroratning o'zgarishiga javoban material elektr potentsialini yaratadigan piroelektrik effekt 18-asrning o'rtalarida Karl Linney, Frants Aepin va Rene Xayu tomonidan kehribar haqidagi bilimlarga asoslanib o'rganilgan. Antuan Sezar Bekkerel mexanik kuchlanish va elektr zaryadi o'rtasidagi bog'liqlikni ilgari surdi, ammo tajribalar natijasiz chiqdi.
Glazgodagi Hunterlar muzeyiga tashrif buyuruvchilar aka-uka Per va Jak Kyuri tomonidan to'g'ridan-to'g'ri piezoelektrik effektning namoyishi bo'lgan Piezo Crystal Curie kompensatorini ko'rishlari mumkin. Piroelektrik haqidagi bilimlarini asosiy kristall tuzilmalarni tushunish bilan birlashtirib, piroelektrikni bashorat qilish va kristall harakatini bashorat qilish qobiliyatini keltirib chiqardi. Bu turmalin, kvarts, topaz, qamish shakar va Rochelle tuzi kabi kristallarning ta'siri bilan namoyon bo'ldi. Natriy va kaliy tartrat tetrahidrat va kvarts ham piezoelektriklikni namoyon qildi va deformatsiyalanganda kuchlanish hosil qilish uchun piezoelektrik disk ishlatilgan. Shaklning bu o'zgarishi teskari piezoelektrik effektni bashorat qilish uchun Kyuri tomonidan juda bo'rttirilgan. Teskari effekt 1881 yilda Gabriel Lippman tomonidan asosiy termodinamik tamoyillardan matematik tarzda chiqarilgan.
Kyuri zudlik bilan qarama-qarshi effekt mavjudligini tasdiqladi va piezoelektrik kristallardagi elektro-elasto-mexanik deformatsiyalarning to'liq qaytarilishining miqdoriy isbotini olishga kirishdi. O'nlab yillar davomida piezoelektrik laboratoriya qiziqishi bo'lib qoldi, ammo u Per va Mari Kyuri tomonidan poloniy va radiyni ochishda muhim vosita edi. Ularning pyezoelektrni ko'rsatadigan kristall tuzilmalarni o'rganish va aniqlash bo'yicha ishlari Voldemar Voigtning Lehrbuch der Kristallphysik (Kristal fizikasi darsligi) nashri bilan yakunlandi. Bu piezoelektriklikka qodir bo'lgan tabiiy kristall sinflarini tasvirlab berdi va tensor tahlilidan foydalangan holda piezoelektrik konstantalarni qat'iy aniqladi.
Sonar kabi piezoelektrik qurilmalarning amaliy qo'llanilishi Birinchi jahon urushi davrida ishlab chiqilgan. Frantsiyada Pol Langevin va uning hamkasblari ultratovushli suv osti detektorini ishlab chiqdilar. Ushbu detektor po'lat plitalarga ehtiyotkorlik bilan yopishtirilgan yupqa kvarts kristallaridan tayyorlangan transduser va qaytarilgan aks-sadoni aniqlash uchun gidrofondan iborat edi. Transduserdan yuqori chastotali impuls chiqarish va ob'ektdan sakragan tovush to'lqinlarining aks-sadosini eshitish uchun zarur bo'lgan vaqtni o'lchash orqali ular ob'ektning masofasini hisoblashga muvaffaq bo'lishdi. Ushbu sonarni muvaffaqiyatli qilish uchun ular piezoelektrdan foydalanganlar. Ushbu loyiha piezoelektrik qurilmalarga qizg'in rivojlanish va qiziqish uyg'otdi va o'nlab yillar davomida yangi piezoelektrik materiallar va ushbu materiallar uchun yangi ilovalar o'rganildi va ishlab chiqildi. Piezoelektrik qurilmalar
Piezoelektrik nima sabab bo'ladi?
Ushbu bo'limda men piezoelektrning kelib chiqishi va ushbu hodisani ko'rsatadigan turli materiallarni o'rganaman. Men yunoncha "piezein" so'zini, elektr zaryadining qadimgi manbasini va piroelektr effektini ko'rib chiqaman. Shuningdek, men Per va Jak Kyuri kashfiyotlari va 20-asrda piezoelektrik qurilmalarning rivojlanishini muhokama qilaman.
Yunoncha so'z Piezein
Piezoelektrik - bu kristallar, keramika va suyak va DNK kabi biologik moddalar kabi ma'lum qattiq materiallarda elektr zaryadining to'planishi. Bu ushbu materiallarning qo'llaniladigan mexanik stressga javobidan kelib chiqadi. Piezoelektrik so'zi yunoncha "piezein" so'zlaridan kelib chiqqan bo'lib, "siqish yoki bosish" degan ma'noni anglatadi va "elektron", "qahrabo" degan ma'noni anglatadi, elektr zaryadining qadimgi manbai.
Pyezoelektrik effekt teskari simmetriyaga ega bo'lgan kristall materiallarning mexanik va elektr holatlari o'rtasidagi chiziqli elektromexanik o'zaro ta'sir natijasida yuzaga keladi. Bu teskari jarayondir, ya'ni piezoelektrik xususiyatlarga ega bo'lgan materiallar, shuningdek, teskari piezoelektrik ta'sir ko'rsatadi, ya'ni qo'llaniladigan elektr maydoni natijasida mexanik kuchlanishning ichki hosil bo'lishi. Misol uchun, qo'rg'oshin zirkonat titanat kristallari, ularning statik tuzilishi asl o'lchamidan deformatsiyalanganda o'lchanadigan piezoelektr hosil qiladi. Aksincha, kristallar tashqi elektr maydoni qo'llanilganda o'zlarining statik o'lchamlarini o'zgartirishi mumkin, bu teskari piezoelektrik effekt sifatida tanilgan va ultratovush to'lqinlarini ishlab chiqarishdir.
Frantsuz fiziklari Jak va Per Kyuri 1880 yilda piezoelektrni kashf etdilar. Pyezoelektrik effekt ko'plab foydali dasturlarda, jumladan tovushni ishlab chiqarish va aniqlashda, piezoelektrik inkjet bosib chiqarishda, yuqori kuchlanishli elektr energiyasini ishlab chiqarishda, soat generatorlari va mikrobalanslar kabi elektron qurilmalarda ishlatilgan. , haydovchi ultratovushli nozullar va ultra nozik fokusli optik birikmalar. Shuningdek, u atomlar miqyosida tasvirlarni hal qila oladigan skanerlovchi probli mikroskoplarning asosini tashkil qiladi. Piezoelektr, shuningdek, elektron kuchaytirilgan gitara uchun pikaplarda va zamonaviy elektron barabanlar uchun triggerlarda ham qo'llaniladi.
Piezoelektrik kundalik foydalanishni topadi, masalan, pishirish va isitish moslamalarida, mash'alalarda, sigaret chiroqlarida va boshqalarda gazni yoqish uchun uchqun hosil qilish. Haroratning o'zgarishiga javoban elektr potentsialining paydo bo'lishi bo'lgan piroelektrik effekt 18-asr o'rtalarida Karl Linney va Frants Aepinus tomonidan Rene Xayu va Antuan Sezar Bekkerelning bilimlariga tayangan holda o'rganilgan. mexanik kuchlanish va elektr zaryadi. Tajribalar natijasiz chiqdi.
Shotlandiyadagi muzeyda mehmonlar aka-uka Per va Jak Kyuri tomonidan to'g'ridan-to'g'ri piezoelektrik effektning namoyishi bo'lgan Kyuri kompensatorining piezokristalini ko'rishlari mumkin. Piroelektrik haqidagi bilimlarini asosiy kristall tuzilmalarni tushunish bilan birlashtirib, piroelektrikni bashorat qilish va kristall harakatini bashorat qilish qobiliyatini keltirib chiqardi. Bu turmalin, kvarts, topaz, qamish shakar va Rochelle tuzi kabi kristallarning ta'siri bilan namoyon bo'ldi. Rochelle tuzidan olingan natriy kaliy tartrat tetrahidrat va kvarts piezoelektrik ko'rsatdi va piezoelektrik disk deformatsiyalanganda kuchlanish hosil qiladi. Shaklning bu o'zgarishi Kyuri namoyishida juda bo'rttirilgan.
Kyurilar piezoelektrik kristallardagi elektro-elasto-mexanik deformatsiyalarning to‘liq qaytarilishini miqdoriy isbotini olishga kirishdilar. O'nlab yillar davomida piezoelektrik laboratoriyada qiziquvchan bo'lib qoldi, u Per va Mari Kyuri tomonidan poloniy va radiyni ochishda muhim vositaga aylandi. Ularning pyezoelektrni ko'rsatadigan kristall tuzilmalarni o'rganish va aniqlash bo'yicha ishlari Voldemar Voigtning Lehrbuch der Kristallphysik (Kristal fizikasi darsligi) nashri bilan yakunlandi. Bu piezoelektriklikka qodir bo'lgan tabiiy kristall sinflarini tasvirlab berdi va tensor tahlili orqali piezoelektrik konstantalarni qat'iy aniqladi.
Pyezoelektrning amaliy qo'llanilishi Birinchi jahon urushi paytida sonarning rivojlanishiga olib keldi. Frantsiyada Pol Langevin va uning hamkasblari ultratovushli suv osti detektorini ishlab chiqdilar. Detektor yuqori chastotali impulsni chiqargandan so'ng qaytarilgan aks-sadoni aniqlash uchun gidrofon deb ataladigan po'lat plitalarga ehtiyotkorlik bilan yopishtirilgan yupqa kvarts kristallaridan tayyorlangan transduserdan iborat edi. Transduser ob'ektning masofasini hisoblash uchun ob'ektdan sakragan tovush to'lqinlarining aks-sadosini eshitish uchun zarur bo'lgan vaqtni o'lchadi. Sonarda piezoelektrdan foydalanish muvaffaqiyatli bo'ldi va loyiha o'nlab yillar davomida piezoelektrik qurilmalarga qizg'in rivojlanish va qiziqish uyg'otdi.
Yangi piezoelektrik materiallar va ushbu materiallar uchun yangi ilovalar o'rganildi va ishlab chiqildi va piezoelektrik qurilmalar ko'plab sohalarda uylarni topdi, masalan, keramik fonograf kartridjlari, bu pleyer dizaynini soddalashtirdi va arzonroq, aniqroq platalar uchun xizmat ko'rsatish arzonroq va osonroq bo'ldi. qurmoq. Rivojlanish
Elektr zaryadining qadimiy manbai
Piezoelektr - bu kristallar, keramika va suyak va DNK kabi biologik moddalar kabi ma'lum qattiq materiallarda to'plangan elektr zaryadidir. Bu materialning qo'llaniladigan mexanik stressga javobi tufayli yuzaga keladi. "Pyezoelektr" so'zi yunoncha "piezein" so'zlaridan kelib chiqqan bo'lib, "siqish yoki bosish" degan ma'noni anglatadi va "elektron" so'zi "qahrabo" degan ma'noni anglatadi, elektr zaryadining qadimgi manbai.
Pyezoelektrik effekt teskari simmetriyaga ega bo'lgan kristall materiallarning mexanik va elektr holatlari o'rtasidagi chiziqli elektromexanik o'zaro ta'sir natijasida yuzaga keladi. Bu teskari jarayondir, ya'ni piezoelektrik xususiyatlarga ega bo'lgan materiallar, shuningdek, teskari piezoelektrik ta'sir ko'rsatadi, ya'ni qo'llaniladigan elektr maydoni natijasida mexanik kuchlanishning ichki hosil bo'lishi. Misol uchun, qo'rg'oshin zirkonat titanat kristallari, ularning statik tuzilishi asl o'lchamidan deformatsiyalanganda o'lchanadigan piezoelektr hosil qiladi. Aksincha, tashqi elektr maydoni qo'llanilganda, kristallar teskari piezoelektrik effektda statik o'lchamlarini o'zgartirib, ultratovush to'lqinlarini hosil qiladi.
Pyezoelektrik effekt 1880 yilda frantsuz fiziklari Jak va Per Kyuri tomonidan kashf etilgan. U turli xil foydali ilovalar uchun, jumladan, tovushni ishlab chiqarish va aniqlash, piezoelektrik inkjet bosib chiqarish, yuqori kuchlanishli elektr energiyasini ishlab chiqarish, soat generatorlari va optik birikmalarni ultra nozik fokuslash uchun mikrobalanslar va haydovchi ultratovushli nozullar kabi elektron qurilmalar uchun ishlatiladi. Shuningdek, u atomlar miqyosidagi tasvirlarni hal qilish uchun ishlatiladigan zond mikroskoplarini skanerlash uchun asos bo'lib xizmat qiladi. Piezoelektr, shuningdek, elektron kuchaytirilgan gitara uchun pikaplarda va zamonaviy elektron barabanlar uchun triggerlarda ham qo'llaniladi.
Piezoelektr energiyasi pishirish va isitish moslamalarida, mash'alalarda, sigaret chiroqlarida va boshqalarda gazni yoqish uchun uchqun hosil qilishda kundalik foydalanishni topadi. Haroratning o'zgarishiga javoban elektr potentsialini ishlab chiqarish bo'lgan piroelektrik effekt 18-asrning o'rtalarida Karl Linney va Frants Aepin tomonidan o'rganilib, mexanika o'rtasidagi bog'liqlikni ilgari surgan Rene Xayu va Antuan Sezar Bekkerelning bilimlariga asoslanadi. stress va elektr zaryadi. Biroq, ularning tajribalari natija bermadi.
Shotlandiyadagi Hunterian muzeyidagi piezo kristalli va Kyuri kompensatorining ko'rinishi to'g'ridan-to'g'ri piezoelektrik effektni namoyish etadi. Aynan aka-uka Per va Jak Kyurilarning ishi pyezoelektrni ko‘rsatuvchi kristall tuzilmalarni o‘rgandi va aniqladi, bu esa Voldemar Voigtning Lehrbuch der Kristallphysik (Kristal fizikasi darsligi) nashri bilan yakunlandi. Bu piezoelektrik quvvatga ega bo'lgan tabiiy kristall sinflarini tasvirlab berdi va piezoelektrik qurilmalarni amaliy qo'llash imkonini beruvchi tensor tahlili orqali piezoelektrik konstantalarni qat'iy aniqladi.
Sonar Birinchi jahon urushi paytida frantsiyalik Pol Langevin va uning hamkasblari tomonidan yaratilgan bo'lib, ular ultratovushli suv osti detektorini ishlab chiqdilar. Detektor po'lat plitalarga ehtiyotkorlik bilan yopishtirilgan yupqa kvarts kristallaridan tayyorlangan transduser va qaytarilgan aks-sadoni aniqlash uchun gidrofondan iborat edi. Transduserdan yuqori chastotali impuls chiqarish va ob'ektdan sakragan tovush to'lqinlarining aks-sadosini eshitish uchun zarur bo'lgan vaqtni o'lchash orqali ular ob'ektgacha bo'lgan masofani hisoblab chiqishga muvaffaq bo'lishdi. Ushbu sonarni muvaffaqiyatli qilish uchun ular piezoelektrdan foydalanganlar. Loyiha o'nlab yillar davomida piezoelektrik qurilmalarga qizg'in rivojlanish va qiziqish uyg'otdi.
Piroelektrik
Piezoelektrik - bu ma'lum materiallarning qo'llaniladigan mexanik kuchlanishga javoban elektr zaryadini to'plash qobiliyati. Bu inversiya simmetriyasiga ega bo'lgan kristall materiallarning mexanik va elektr holatlari o'rtasidagi chiziqli elektromexanik o'zaro ta'sir. "Pyezoelektr" so'zi yunoncha "piezein" so'zidan kelib chiqqan bo'lib, "siqish yoki bosish" degan ma'noni anglatadi va yunoncha "ēlektron" so'zlaridan kelib chiqqan bo'lib, qadimgi elektr zaryad manbai bo'lgan "qahrabo" degan ma'noni anglatadi.
Pyezoelektrik effekt 1880 yilda frantsuz fiziklari Jak va Per Kyuri tomonidan kashf etilgan. Bu teskari jarayondir, ya'ni piezoelektrik effektni ko'rsatadigan materiallar teskari piezoelektrik effektni ham namoyon qiladi, ya'ni qo'llaniladigan elektr maydoni natijasida mexanik kuchlanishning ichki hosil bo'lishi. O'lchanadigan piezoelektrni ishlab chiqaradigan materiallarga qo'rg'oshin zirkonat titanat kristallari kiradi. Statik struktura deformatsiyalanganda, u asl o'lchamiga qaytadi. Aksincha, tashqi elektr maydoni qo'llanilganda, teskari piezoelektrik effekt hosil bo'ladi, natijada ultratovush to'lqinlari hosil bo'ladi.
Pyezoelektrik effekt ko'plab foydali ilovalar uchun, jumladan, tovushni ishlab chiqarish va aniqlash, piezoelektrik inkjet bosib chiqarish, yuqori kuchlanishli elektr energiyasini ishlab chiqarish, soat generatorlari va mikrobalanslar, haydovchi ultratovushli nozullar va ultra nozik fokusli optik birikmalar kabi elektron qurilmalar uchun ishlatiladi. Shuningdek, u atomlar miqyosidagi tasvirlarni echish uchun ishlatiladigan zond mikroskoplarini skanerlash uchun asosdir. Piezoelektr, shuningdek, elektron kuchaytirilgan gitaralar uchun pikaplarda va zamonaviy elektron barabanlar uchun triggerlarda ham qo'llaniladi.
Piezoelektrik kundalik foydalanishni topadi, masalan, pishirish va isitish moslamalarida, mash'alalarda, sigaret chiroqlarida va boshqalarda gazni yoqish uchun uchqun hosil qilish. Haroratning o'zgarishiga javoban elektr potentsialini ishlab chiqarish bo'lgan piroelektrik effekt 18-asr o'rtalarida Karl Linney va Frants Aepinus tomonidan o'zaro munosabatlarni ilgari surgan Rene Xayu va Antuan Sezar Bekkerelning bilimlariga asoslanib o'rganilgan. mexanik kuchlanish va elektr zaryadi o'rtasida. Biroq, tajribalar natijasiz chiqdi.
Shotlandiyadagi Kyuri kompensator muzeyida piezo kristalining ko'rinishi to'g'ridan-to'g'ri piezoelektrik effektning namoyishidir. Aka-uka Per va Jak Kyuri o'zlarining piroelektrik haqidagi bilimlarini va kristall tuzilmalari haqidagi tushunchalarini birlashtirib, piroelektrni tushunish va kristall harakatini bashorat qilishdi. Bu turmalin, kvarts, topaz, qamish shakar va Rochelle tuzi kabi kristallarning ta'sirida namoyon bo'ldi. Natriy kaliy tartrat tetrahidrat va kvartsning piezoelektrik xususiyati borligi aniqlandi va deformatsiyalanganda kuchlanish hosil qilish uchun piezoelektrik disk ishlatilgan. Bu teskari piezoelektrik effektni bashorat qilish uchun Kyuri tomonidan juda bo'rttirilgan. Teskari effekt 1881 yilda Gabriel Lippman tomonidan fundamental termodinamik tamoyillar asosida matematik tarzda chiqarilgan.
Kyuri zudlik bilan qarama-qarshi effekt mavjudligini tasdiqladi va piezoelektrik kristallardagi elektro-elasto-mexanik deformatsiyalarning to'liq qaytarilishining miqdoriy isbotini olishga kirishdi. Keyingi o'n yilliklarda piezoelektrik laboratoriyada qiziquvchan bo'lib qoldi, u Per va Mari Kyuri tomonidan poloniy va radiyni kashf qilishda muhim vositaga aylandi. Ularning pyezoelektrni ko'rsatadigan kristall tuzilmalarni o'rganish va aniqlash bo'yicha ishlari Voldemar Voigtning Lehrbuch der Kristallphysik (Kristal fizikasi darsligi) nashri bilan yakunlandi.
Sonarning rivojlanishi muvaffaqiyatli bo'ldi va loyiha piezoelektrik qurilmalarga qizg'in rivojlanish va qiziqish uyg'otdi. Keyingi o'n yilliklarda yangi piezoelektrik materiallar va ushbu materiallar uchun yangi ilovalar o'rganildi va ishlab chiqildi. Piezoelektrik qurilmalar ko'plab sohalarda uylarni topdi, masalan, keramik fonograf kartridjlari, bu pleyer dizaynini soddalashtirdi va arzonroq, aniqroq ovoz yozish pleyerlarini yaratdi, ularni saqlash arzonroq va qurish osonroq. Ultrasonik transduserlarning rivojlanishi suyuqliklar va qattiq jismlarning yopishqoqligi va elastikligini oson o'lchash imkonini berdi, natijada materiallarni tadqiq qilishda katta yutuqlarga erishildi. Ultrasonik vaqt domeni reflektometrlari materialga ultratovush impulsini yuboradi va quyma metall va tosh buyumlar ichidagi kamchiliklarni topish uchun aks ettirish va uzilishlarni o'lchaydi, bu esa strukturaning xavfsizligini oshiradi.
Ikkinchi jahon urushidan keyin Amerika Qo'shma Shtatlari, Rossiya va Yaponiyadagi mustaqil tadqiqot guruhlari ferroelektriklar deb ataladigan yangi sintetik materiallar sinfini kashf etdilar, ular piezoelektrik doimiylikni namoyish etdilar.
Piezoelektrik materiallar
Ushbu bo'limda men piezoelektrik effektni ko'rsatadigan materiallarni muhokama qilaman, bu ma'lum materiallarning qo'llaniladigan mexanik kuchlanishga javoban elektr zaryadini to'plash qobiliyatidir. Men kristallar, keramika, biologik moddalar, suyak, DNK va oqsillarni va ularning barchasi piezoelektrik effektga qanday javob berishini ko'rib chiqaman.
kristallar
Piezoelektrik - bu ma'lum materiallarning qo'llaniladigan mexanik kuchlanishga javoban elektr zaryadini to'plash qobiliyati. Piezoelektrik so'zi yunoncha "siqish" yoki "bosish" degan ma'noni bildiruvchi "piezoen" (piezein) va "qahrabo" degan ma'noni bildiruvchi "elektron" (ēlektron) - elektr zaryadining qadimgi manbai bo'lgan so'zlardan olingan. Piezoelektrik materiallarga kristallar, keramika, biologik moddalar, suyak, DNK va oqsillar kiradi.
Piezoelektrik - bu inversiya simmetriyasiga ega bo'lgan kristall materiallardagi mexanik va elektr holatlar o'rtasidagi chiziqli elektromexanik o'zaro ta'sir. Bu ta'sir teskari, ya'ni piezoelektriklikni ko'rsatadigan materiallar teskari piezoelektrik effektni ham namoyon qiladi, bu qo'llaniladigan elektr maydoni natijasida mexanik kuchlanishning ichki hosil bo'lishidir. O'lchanadigan piezoelektrik hosil qiluvchi materiallarga misollar orasida qo'rg'oshin tsirkonat titanat kristallari kiradi, ular asl o'lchamiga deformatsiyalanishi yoki aksincha, tashqi elektr maydoni qo'llanilganda ularning statik o'lchamlarini o'zgartirishi mumkin. Bu teskari piezoelektrik effekt sifatida tanilgan va ultratovush to'lqinlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
Frantsuz fiziklari Jak va Per Kyuri 1880 yilda piezoelektrni kashf etdilar. Pyezoelektrik effekt turli xil foydali dasturlarda, jumladan tovushni ishlab chiqarish va aniqlashda, piezoelektrik inkjet bosib chiqarishda, yuqori kuchlanishli elektr energiyasini ishlab chiqarishda, soat generatorlari va elektron qurilmalarda foydalanilgan. mikrobalanslar, haydovchi ultratovushli nozullar va o'ta nozik fokusli optik birikmalar sifatida. Shuningdek, u atomlar miqyosidagi tasvirlarni hal qilish uchun ishlatiladigan zond mikroskoplarini skanerlash uchun asos bo'lib xizmat qiladi. Piezoelektrik pikaplar elektron kuchaytirilgan gitaralarda va zamonaviy elektron barabanlarda triggerlarda ham qo'llaniladi.
Piezoelektr energiyasi pishirish va isitish moslamalarida, shuningdek, mash'alalar va sigaret chiroqlarida gazni yoqish uchun uchqun hosil qilishda kundalik foydalanishni topadi. Haroratning o'zgarishiga javoban elektr potentsialining paydo bo'lishi bo'lgan piroelektrik effekt 18-asrning o'rtalarida Karl Linney va Frants Aepinus tomonidan Rene Xayu va Antuan Sezar Bekkerel tomonidan o'rganilgan bo'lib, ular mexanik energiya o'rtasidagi munosabatni ilgari surgan. stress va elektr zaryadi. Ushbu nazariyani isbotlash uchun tajribalar natijasiz edi.
Shotlandiyadagi Hunterian muzeyidagi Kyuri kompensatoridagi piezo kristalining ko'rinishi to'g'ridan-to'g'ri piezoelektrik effektning namoyishidir. Aka-uka Per va Jak Kyuri o'zlarining piroelektrik haqidagi bilimlarini asosiy kristall tuzilmalarni tushunish bilan birlashtirib, piroelektr energiyasini bashorat qilishdi. Ular kristall harakatini bashorat qila oldilar va turmalin, kvarts, topaz, qamish shakar va Rochelle tuzi kabi kristallardagi ta'sirni ko'rsatdilar. Natriy kaliy tartrat tetrahidrat va kvarts ham piezoelektriklikni namoyish etdi. Piezoelektrik disk deformatsiyalanganda kuchlanish hosil qiladi; shakli o'zgarishi Kyurilarning namoyishida juda bo'rttirilgan.
Ular, shuningdek, teskari piezoelektrik effektni bashorat qilishlari va uning orqasida joylashgan asosiy termodinamik tamoyillarni matematik tarzda chiqarishlari mumkin edi. Gabriel Lippmann buni 1881 yilda amalga oshirdi. Kyurilar qarama-qarshi effekt mavjudligini darhol tasdiqladilar va piezoelektrik kristallardagi elektro-elasto-mexanik deformatsiyalarning to'liq qaytarilishining miqdoriy isbotini olishga kirishdilar.
O'nlab yillar davomida piezoelektrik laboratoriya qiziqishi bo'lib qoldi, ammo u Per va Mari Kyuri tomonidan poloniy va radiyni ochishda muhim vosita edi. Ularning piezoelektrni ko'rsatadigan kristall tuzilmalarni o'rganish va aniqlash bo'yicha ishi Voldemar Voigtning "Lehrbuch der Kristallphysik" (Kristal fizikasi darsligi) nashri bilan yakunlandi, unda piezoelektrik quvvatga ega tabiiy kristall sinflari tasvirlangan va piezoelektrik konstantalar yordamida qattiq aniqlangan.
Sonarda piezoelektrik qurilmalarni amaliy qo'llash Birinchi jahon urushi davrida ishlab chiqilgan. Frantsiyada Pol Langevin va uning hamkasblari ultratovushli suv osti detektorini ishlab chiqdilar. Ushbu detektor yuqori chastotali impulsni chiqargandan keyin qaytarilgan aks-sadoni aniqlash uchun gidrofon deb ataladigan po'lat plitalarga ehtiyotkorlik bilan yopishtirilgan yupqa kvarts kristallaridan tayyorlangan transduserdan iborat edi. Ovoz to'lqinlarining ob'ektdan sakragan aks-sadosini eshitish uchun zarur bo'lgan vaqtni o'lchab, ular ob'ektgacha bo'lgan masofani hisoblashga muvaffaq bo'lishdi. Sonarda piezoelektrikdan bunday foydalanish muvaffaqiyatli bo'ldi va loyiha o'nlab yillar davomida piezoelektrik qurilmalarga qizg'in rivojlanish va qiziqish uyg'otdi.
Sopol
Piezoelektrik materiallar qo'llaniladigan mexanik kuchlanishga javoban elektr zaryadini to'playdigan qattiq moddalardir. Piezoelektrik yunoncha "siqish" yoki "bosish" degan ma'noni anglatuvchi "piezeyn" (piezein) va "qahrabo" degan ma'noni bildiruvchi "elektron" (ēlektron) - elektr zaryadining qadimgi manbai bo'lgan so'zlardan olingan. Piezoelektrik materiallar tovushni ishlab chiqarish va aniqlash, piezoelektrik inkjet bosib chiqarish va yuqori kuchlanishli elektr energiyasini ishlab chiqarishni o'z ichiga olgan turli xil ilovalarda qo'llaniladi.
Piezoelektrik materiallar kristallar, keramika, biologik moddalar, suyak, DNK va oqsillarda mavjud. Seramika kundalik ilovalarda ishlatiladigan eng keng tarqalgan piezoelektrik materiallardir. Seramika qo'rg'oshin tsirkonat titanati (PZT) kabi metall oksidlarining birikmasidan tayyorlanadi, ular qattiq hosil qilish uchun yuqori haroratlarda isitiladi. Seramika juda bardoshli va haddan tashqari harorat va bosimlarga bardosh bera oladi.
Piezoelektrik keramika turli xil foydalanishga ega, jumladan:
• Pishirish va isitish moslamalari, masalan, mash'ala va sigaret chiroqlari uchun gazni yoqish uchun uchqun hosil qilish.
• Tibbiy tasvirlar uchun ultratovush to'lqinlarini yaratish.
• Soat generatorlari va elektron qurilmalar uchun yuqori kuchlanishli elektr energiyasini ishlab chiqarish.
• Aniq tortishda foydalanish uchun mikrobalanslarni yaratish.
• Optik birikmalarning ultra nozik fokuslanishi uchun haydash ultratovushli nozullar.
• Atomlar miqyosidagi tasvirlarni hal qila oladigan zond mikroskoplarini skanerlash uchun asos yaratish.
• Elektron kuchaytirilgan gitaralar uchun pikaplar va zamonaviy elektron barabanlar uchun triggerlar.
Piezoelektrik keramika maishiy elektronikadan tibbiy tasvirga qadar keng ko'lamli dasturlarda qo'llaniladi. Ular juda bardoshli va haddan tashqari harorat va bosimlarga bardosh bera oladi, bu ularni turli sohalarda foydalanish uchun ideal qiladi.
Biologik materiya
Piezoelektrik - bu ma'lum materiallarning qo'llaniladigan mexanik kuchlanishga javoban elektr zaryadini to'plash qobiliyati. U yunoncha “siqish yoki bosish” degan maʼnoni anglatuvchi “piezein” va elektr zaryadining qadimiy manbasi boʻlgan “amber” degan maʼnoni anglatuvchi “ēlektron” soʻzlaridan olingan.
Suyak, DNK va oqsillar kabi biologik moddalar piezoelektriklikni ko'rsatadigan materiallar qatoriga kiradi. Bu ta'sir teskari bo'ladi, ya'ni piezoelektriklikni ko'rsatadigan materiallar teskari piezoelektrik effektni ham ko'rsatadi, bu qo'llaniladigan elektr maydoni natijasida mexanik kuchlanishning ichki hosil bo'lishidir. Ushbu materiallarga misollar qo'rg'oshin tsirkonat titanat kristallarini o'z ichiga oladi, ularning statik tuzilishi asl o'lchamidan deformatsiyalanganda o'lchanadigan piezoelektrik hosil qiladi. Aksincha, tashqi elektr maydon qo'llanilganda, kristallar statik o'lchamlarini o'zgartirib, teskari piezoelektrik effekt orqali ultratovush to'lqinlarini hosil qiladi.
Pyezoelektrning kashfiyoti 1880 yilda frantsuz fiziklari Jak va Per Kyuri tomonidan qilingan. O'shandan beri u turli xil foydali ilovalar uchun ishlatilgan, masalan:
• Ovozni ishlab chiqarish va aniqlash
• Piezoelektrik inkjet bosib chiqarish
• Yuqori kuchlanishli elektr energiyasini ishlab chiqarish
• Soat generatori
• Elektron qurilmalar
• Mikrobalanslar
• Ultrasonik nozullarni haydash
• O'ta nozik fokusli optik birikmalar
• Skanerli zond mikroskoplarining asosini tashkil qiladi
• Tasvirlarni atomlar miqyosida hal qilish
• Elektron kuchaytirilgan gitaralarda pikaplar
• Zamonaviy elektron barabanlardagi triggerlar
Piezoelektr, gaz pishirish va isitish moslamalari, mash'alalar, sigaret chiroqlari va boshqalar kabi kundalik narsalarda ham qo'llaniladi. Harorat o'zgarishiga javoban elektr potentsialini ishlab chiqarish bo'lgan piroelektrik effekt 18-asr o'rtalarida Karl Linney va Frants Aepinus tomonidan o'rganilgan. Rene Xayu va Antuan Sezar Bekkerelning bilimlariga tayanib, ular mexanik kuchlanish va elektr zaryadi o'rtasidagi bog'liqlikni o'rnatdilar, ammo ularning tajribalari natija bermadi.
Shotlandiyadagi Hunterian muzeyidagi Kyuri kompensatoridagi piezo kristalining ko'rinishi to'g'ridan-to'g'ri piezoelektrik effektning namoyishidir. Aka-uka Per va Jak Kyuri o'zlarining piroelektrik haqidagi bilimlarini va kristall tuzilmalari haqidagi tushunchalarini birlashtirib, piroelektrikni bashorat qilish va kristall harakatini bashorat qilishdi. Bu turmalin, kvarts, topaz, qamish shakar va Rochelle tuzi kabi kristallarning ta'siri bilan namoyon bo'ldi. Natriy va kaliy tartrat tetrahidrat va kvarts ham piezoelektriklikni namoyon qildi va deformatsiyalanganda kuchlanish hosil qilish uchun piezoelektrik disk ishlatilgan. Bu ta'sir Kyuri tomonidan teskari piezoelektrik effektni bashorat qilish uchun juda bo'rttirilgan. Teskari effekt 1881 yilda Gabriel Lippman tomonidan asosiy termodinamik tamoyillardan matematik tarzda chiqarilgan.
Kyuri zudlik bilan qarama-qarshi effekt mavjudligini tasdiqladi va piezoelektrik kristallardagi elektro-elasto-mexanik deformatsiyalarning to'liq qaytarilishining miqdoriy isbotini olishga kirishdi. O'nlab yillar davomida piezoelektrik laboratoriyada qiziquvchan bo'lib qoldi, u Per va Mari Kyuri tomonidan poloniy va radiyni ochishda muhim vositaga aylandi. Ularning pyezoelektrni ko'rsatadigan kristall tuzilmalarni o'rganish va aniqlash bo'yicha ishi Voldemar Voigtning "Lehrbuch der Kristallphysik" (Kristal fizikasi darsligi) nashri bilan yakunlandi.
suyak
Piezoelektrik - bu ma'lum materiallarning qo'llaniladigan mexanik kuchlanishga javoban elektr zaryadini to'plash qobiliyati. Suyak bu hodisani ko'rsatadigan shunday materiallardan biridir.
Suyak oqsillar va minerallar, jumladan kollagen, kaltsiy va fosfordan tashkil topgan biologik moddaning bir turi. Bu barcha biologik materiallarning eng piezoelektrikidir va mexanik stressga duchor bo'lganda kuchlanish hosil qilish qobiliyatiga ega.
Suyakdagi piezoelektrik effekt uning o'ziga xos tuzilishi natijasidir. U minerallar matritsasiga singib ketgan kollagen tolalar tarmog'idan iborat. Suyak mexanik stressga duchor bo'lganda, kollagen tolalari harakatlanadi, bu minerallarning qutblanishiga olib keladi va elektr zaryadini hosil qiladi.
Suyakdagi piezoelektrik effekt bir qator amaliy qo'llanmalarga ega. U tibbiy tasvirlarda, masalan, ultratovush va rentgenografiyada suyak sinishi va boshqa anormalliklarni aniqlash uchun ishlatiladi. Shuningdek, u tovush to'lqinlarini to'g'ridan-to'g'ri ichki quloqqa yuboriladigan elektr signallariga aylantirish uchun piezoelektrik effektdan foydalanadigan suyak o'tkazuvchan eshitish vositalarida ham qo'llaniladi.
Suyakdagi piezoelektrik effekt ortopedik implantlarda, masalan, sun'iy bo'g'inlar va protez oyoqlarda ham qo'llaniladi. Implantlar mexanik energiyani elektr energiyasiga aylantirish uchun piezoelektrik effektdan foydalanadi, keyin esa qurilmani quvvatlantirish uchun ishlatiladi.
Bundan tashqari, yangi tibbiy muolajalarni ishlab chiqishda foydalanish uchun suyakdagi piezoelektrik effekt o'rganilmoqda. Misol uchun, tadqiqotchilar suyak o'sishini rag'batlantirish va shikastlangan to'qimalarni tiklash uchun piezoelektrikdan foydalanishni o'rganmoqdalar.
Umuman olganda, suyakdagi piezoelektrik effekt keng ko'lamli amaliy qo'llanmalarga ega bo'lgan ajoyib hodisadir. U turli xil tibbiy va texnologik dasturlarda qo'llaniladi va yangi davolash usullarini ishlab chiqishda foydalanish uchun o'rganilmoqda.
DNK
Piezoelektrik - bu ma'lum materiallarning qo'llaniladigan mexanik kuchlanishga javoban elektr zaryadini to'plash qobiliyati. DNK bu ta'sirni ko'rsatadigan shunday materiallardan biridir. DNK barcha tirik organizmlarda uchraydigan biologik molekula bo'lib, to'rtta nukleotid asoslaridan iborat: adenin (A), guanin (G), sitozin (C) va timin (T).
DNK murakkab molekula bo'lib, mexanik stressga duchor bo'lganda elektr zaryadini hosil qilish uchun ishlatilishi mumkin. Buning sababi, DNK molekulalari vodorod aloqalari bilan bir-biriga bog'langan ikkita nukleotid zanjiridan iborat. Ushbu bog'lanishlar uzilganda elektr zaryadi hosil bo'ladi.
DNKning piezoelektrik ta'siri turli xil ilovalarda qo'llanilgan, jumladan:
• Tibbiy implantlar uchun elektr energiyasi ishlab chiqarish
• Hujayralardagi mexanik kuchlarni aniqlash va o'lchash
• Nano o'lchamli sensorlarni ishlab chiqish
• DNK ketma-ketligi uchun biosensorlarni yaratish
• Ko'rish uchun ultratovush to'lqinlarini yaratish
DNKning piezoelektrik ta'siri, shuningdek, nanosimlar va nanotubalar kabi yangi materiallarni ishlab chiqishda potentsial foydalanish uchun ham o'rganilmoqda. Ushbu materiallar energiyani saqlash va sezish kabi turli xil ilovalar uchun ishlatilishi mumkin.
DNKning piezoelektrik ta'siri keng ko'lamda o'rganilgan va mexanik stressga juda sezgir ekanligi aniqlangan. Bu uni yangi materiallar va texnologiyalarni ishlab chiqmoqchi bo'lgan tadqiqotchilar va muhandislar uchun qimmatli vositaga aylantiradi.
Xulosa qilib aytganda, DNK - bu qo'llaniladigan mexanik stressga javoban elektr zaryadini to'plash qobiliyati bo'lgan piezoelektrik effektni ko'rsatadigan material. Ushbu effekt tibbiy implantlar, nano o'lchamli sensorlar va DNK ketma-ketligi kabi turli xil ilovalarda qo'llanilgan. Bundan tashqari, nanosimlar va nanotubalar kabi yangi materiallarni ishlab chiqishda foydalanish imkoniyatlari o'rganilmoqda.
Proteinlar
Piezoelektrik - bu ma'lum materiallarning qo'llaniladigan mexanik kuchlanishga javoban elektr zaryadini to'plash qobiliyati. Proteinlar, kristallar, keramika va suyak va DNK kabi biologik moddalar kabi piezoelektrik materiallar bu ta'sirni ko'rsatadi. Proteinlar, xususan, noyob piezoelektrik materialdir, chunki ular elektr zaryadini hosil qilish uchun deformatsiyalanishi mumkin bo'lgan aminokislotalarning murakkab tuzilishidan iborat.
Proteinlar piezoelektrik materialning eng keng tarqalgan turi bo'lib, ular turli shakllarda uchraydi. Ularni fermentlar, gormonlar va antikorlar shaklida, shuningdek, kollagen va keratin kabi tarkibiy oqsillar shaklida topish mumkin. Proteinlar mushaklarning qisqarishi va bo'shashishi uchun mas'ul bo'lgan mushak oqsillari shaklida ham mavjud.
Oqsillarning piezoelektrik ta'siri ularning aminokislotalarning murakkab tuzilishidan iboratligi bilan bog'liq. Ushbu aminokislotalar deformatsiyaga uchraganda, ular elektr zaryadini hosil qiladi. Keyinchalik bu elektr zaryadi sensorlar va aktuatorlar kabi turli xil qurilmalarni quvvatlantirish uchun ishlatilishi mumkin.
Proteinlar turli xil tibbiy dasturlarda ham qo'llaniladi. Masalan, ular tanadagi ba'zi oqsillar mavjudligini aniqlash uchun ishlatiladi, ular kasalliklarni aniqlash uchun ishlatilishi mumkin. Ular, shuningdek, infektsiyalarni tashxislash uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan ba'zi bakteriyalar va viruslar mavjudligini aniqlash uchun ishlatiladi.
Proteinlar turli sanoat dasturlarida ham qo'llaniladi. Masalan, ular turli sanoat jarayonlari uchun sensorlar va aktuatorlarni yaratish uchun ishlatiladi. Ular, shuningdek, samolyotlar va boshqa transport vositalarini qurishda qo'llanilishi mumkin bo'lgan materiallarni yaratish uchun ishlatiladi.
Xulosa qilib aytganda, oqsillar turli xil ilovalarda ishlatilishi mumkin bo'lgan noyob piezoelektrik materialdir. Ular elektr zaryadini hosil qilish uchun deformatsiyalanishi mumkin bo'lgan aminokislotalarning murakkab tuzilishidan iborat bo'lib, ular turli xil tibbiy va sanoat ilovalarida qo'llaniladi.
Piezoelektr bilan energiya yig'ish
Ushbu bo'limda men energiyani yig'ish uchun piezoelektrdan qanday foydalanish mumkinligini muhokama qilaman. Men piezoelektrikning turli xil ilovalarini ko'rib chiqaman, piezoelektrik inkjet bosib chiqarishdan soat generatorlari va mikrobalanslargacha. Men, shuningdek, Pier Kyuri tomonidan kashf etilgandan boshlab, Ikkinchi Jahon urushida foydalanishgacha bo'lgan piezoelektrik tarixini o'rganaman. Nihoyat, men piezoelektrik sanoatning hozirgi holati va keyingi o'sish potentsialini muhokama qilaman.
Piezoelektrik inkjet bosib chiqarish
Piezoelektrik - ma'lum materiallarning qo'llaniladigan mexanik kuchlanishga javoban elektr zaryadini hosil qilish qobiliyati. "Pyezoelektr" so'zi yunoncha "piezein" (siqish yoki bosish) va "elektron" (qahrabo) so'zlaridan kelib chiqqan bo'lib, elektr zaryadining qadimgi manbaidir. Kristallar, keramika va suyak va DNK kabi biologik moddalar kabi piezoelektrik materiallar turli xil ilovalarda qo'llaniladi.
Piezoelektrik yuqori kuchlanishli elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun soat generatori sifatida, elektron qurilmalarda va mikrobalanslarda ishlatiladi. Bundan tashqari, u ultratovushli nozullarni va ultra nozik fokusli optik birikmalarni haydash uchun ishlatiladi. Piezoelektrik inkjet bosib chiqarish ushbu texnologiyaning mashhur qo'llanilishidir. Bu yuqori chastotali tebranish hosil qilish uchun piezoelektrik kristallardan foydalanadigan bosib chiqarish turi bo'lib, u sahifaga siyoh tomchilarini chiqarish uchun ishlatiladi.
Pyezoelektrning kashfiyoti 1880 yilda frantsuz fiziklari Jak va Per Kyuri ta'sirni kashf qilgan paytdan boshlanadi. O'shandan beri piezoelektrik effekt turli xil foydali ilovalar uchun qo'llanila boshlandi. Piezoelektrik gaz pishirish va isitish moslamalari, mash'alalar, sigaret chiroqlari va elektron kuchaytirilgan gitaralarda va zamonaviy elektron barabanlardagi triggerlar kabi kundalik buyumlarda qo'llaniladi.
Pyezoelektrikdan ilmiy tadqiqotlarda ham foydalaniladi. Bu atomlar miqyosidagi tasvirlarni echish uchun ishlatiladigan zond mikroskoplarini skanerlash uchun asosdir. U ultratovushli vaqt domeni reflektometrlarida ham qo'llaniladi, ular ultratovush impulslarini materialga yuboradi va uzilishlarni aniqlash va quyma metall va tosh buyumlar ichidagi kamchiliklarni topish uchun ko'zgularni o'lchaydi.
Piezoelektrik qurilmalar va materiallarning rivojlanishi yaxshi ishlash va ishlab chiqarish jarayonlarini osonlashtirish zarurati bilan bog'liq. Qo'shma Shtatlarda tijorat maqsadlarida foydalanish uchun kvarts kristallarini ishlab chiqish piezoelektrik sanoatning o'sishida asosiy omil bo'ldi. Aksincha, yapon ishlab chiqaruvchilari tezda ma'lumot almashish va yangi ilovalarni ishlab chiqish imkoniga ega bo'lib, Yaponiya bozorida tez o'sishga olib keldi.
Piezoelektrik energiyadan foydalanish usulini inqilob qildi, masalan, zajigalka kabi kundalik narsalardan tortib ilg'or ilmiy tadqiqotlargacha. Bu ko'p qirrali texnologiya bo'lib, bizga yangi materiallar va ilovalarni o'rganish va ishlab chiqish imkonini berdi va u kelgusi yillar davomida hayotimizning muhim qismi bo'lib qoladi.
Yuqori kuchlanishli elektr energiyasini ishlab chiqarish
Piezoelektrik - bu ma'lum qattiq materiallarning qo'llaniladigan mexanik kuchlanishga javoban elektr zaryadini to'plash qobiliyati. "Pyezoelektr" so'zi yunoncha "piezein" "siqish" yoki "bosish" va "elektron" "qahrabo" degan ma'noni anglatadi, elektr zaryadining qadimgi manbai. Piezoelektrik - bu inversiya simmetriyasiga ega bo'lgan kristall materiallardagi mexanik va elektr holatlar o'rtasidagi chiziqli elektromexanik o'zaro ta'sir.
Pyezoelektrik effekt qaytariladigan jarayondir; piezoelektrikni ko'rsatadigan materiallar, shuningdek, teskari piezoelektrik effektni, qo'llaniladigan elektr maydoni natijasida mexanik kuchlanishning ichki hosil bo'lishini ko'rsatadi. Misol uchun, qo'rg'oshin zirkonat titanat kristallari, ularning statik tuzilishi asl o'lchamidan deformatsiyalanganda o'lchanadigan piezoelektr hosil qiladi. Aksincha, kristallar tashqi elektr maydoni qo'llanilganda o'zlarining statik o'lchamlarini o'zgartirishi mumkin, bu ultratovush to'lqinlarini ishlab chiqarishda qo'llaniladigan teskari piezoelektrik effekt deb nomlanuvchi hodisa.
Pyezoelektrik effekt turli xil ilovalarda, jumladan, yuqori kuchlanishli elektr energiyasini ishlab chiqarishda qo'llaniladi. Pyezoelektrik materiallar tovushni ishlab chiqarish va aniqlashda, pyezoelektrik inkjet bosib chiqarishda, soat generatorlarida, elektron qurilmalarda, mikrobalanslarda, ultratovushli nozullarda va ultra nozik fokusli optik birikmalarda qo'llaniladi.
Pyezoelektrik kundalik ilovalarda, masalan, pishirish va isitish moslamalarida, mash'alalarda, sigaret chiroqlarida va piroelektrik effektli materiallarda gazni yoqish uchun uchqun hosil qilish kabi harorat o'zgarishiga javoban elektr potentsialini ishlab chiqarishda qo'llaniladi. Bu ta'sir 18-asrning o'rtalarida Karl Linney va Frants Aepinus tomonidan mexanik kuchlanish va elektr zaryadi o'rtasidagi bog'liqlikni ta'kidlagan Rene Xayu va Antuan Sezar Bekkerelning bilimlariga asoslanib o'rganilgan, ammo ularning tajribalari noaniq bo'lgan.
Piroelektrik haqida umumiy bilim va kristall tuzilmalarni tushunish piroelektrikni bashorat qilish va kristall harakatini bashorat qilish qobiliyatini keltirib chiqardi. Bu turmalin, kvarts, topaz, qamish shakar va Rochelle tuzi kabi kristallarning ta'siri bilan namoyon bo'ldi. Natriy kaliy tartrat tetrahidrat va kvarts ham piezoelektriklikni namoyish etdi va deformatsiyalanganda kuchlanish hosil qilish uchun piezoelektrik disk ishlatilgan. Bu Kyuri tomonidan to'g'ridan-to'g'ri piezoelektrik effektni namoyish qilishda juda bo'rttirilgan.
Aka-uka Per va Jak Kyuri piezoelektrik kristallardagi elektro-elasto-mexanik deformatsiyalarning to'liq qaytarilishining miqdoriy isbotini olishga kirishdilar. O'nlab yillar davomida piezoelektrik laboratoriya qiziqishi bo'lib qoldi, ammo u Per va Mari Kyuri tomonidan poloniy va radiyni ochishda muhim vosita edi. Ularning piezoelektrni ko'rsatadigan kristall tuzilmalarni o'rganish va aniqlash bo'yicha ishi Voldemar Voigtning "Lehrbuch der Kristallphysik" (Kristal fizikasi darsligi) nashri bilan yakunlandi, unda piezoelektrik quvvatga ega tabiiy kristall sinflari tasvirlangan va piezoelektrik konstantalar yordamida qattiq aniqlangan.
Pyezoelektrik qurilmalarning amaliy qo'llanilishi Birinchi jahon urushi davrida sonarning rivojlanishi bilan boshlandi. Frantsiyada Pol Langevin va uning hamkasblari ultratovushli suv osti detektorini ishlab chiqdilar. Detektor po'lat plitalarga ehtiyotkorlik bilan yopishtirilgan yupqa kvarts kristallaridan tayyorlangan transduser va qaytarilgan aks-sadoni aniqlash uchun gidrofondan iborat edi. Transduserdan yuqori chastotali impuls chiqarish va ob'ektdan sakragan tovush to'lqinlarining aks-sadosini eshitish uchun zarur bo'lgan vaqtni o'lchash orqali ular ob'ektning masofasini hisoblashga muvaffaq bo'lishdi. Ular sonarni muvaffaqiyatli qilish uchun piezoelektrikdan foydalanganlar va loyiha keyingi o'n yilliklarda piezoelektrik qurilmalarga qizg'in rivojlanish va qiziqish uyg'otdi.
Yangi piezoelektrik materiallar va ushbu materiallar uchun yangi ilovalar o'rganildi va ishlab chiqildi. Piezoelektrik qurilmalar turli sohalarda uylarni topdi, masalan, keramik fonograf kartridjlari, bu pleyer dizaynini soddalashtirdi va arzonroq, aniqroq pleyerlar uchun xizmat ko'rsatish uchun arzonroq va qurish osonroq bo'ldi. Ultrasonik transduserlarning rivojlanishi suyuqliklar va qattiq jismlarning yopishqoqligi va elastikligini oson o'lchash imkonini berdi, natijada materiallarni tadqiq qilishda katta yutuqlarga erishildi. Ultrasonik vaqt domeni reflektometrlari materialga ultratovush impulsini yuboradi va quyma metall va tosh buyumlar ichidagi kamchiliklarni topish uchun aks ettirish va uzilishlarni o'lchaydi, bu esa strukturaning xavfsizligini oshiradi.
Ikkinchi jahon urushi Amerika Qo'shma Shtatlari, Rossiya va Yaponiyadagi mustaqil tadqiqot guruhlari fer deb nomlangan yangi sintetik materiallar sinfini kashf etdi.
Soat generatori
Piezoelektrik - bu ma'lum materiallarning qo'llaniladigan mexanik kuchlanishga javoban elektr zaryadini to'plash qobiliyati. Ushbu hodisa bir qator foydali ilovalarni, jumladan, soat generatorlarini yaratish uchun ishlatilgan. Soat generatorlari - bu aniq vaqt bilan elektr signallarini ishlab chiqarish uchun piezoelektrdan foydalanadigan qurilmalar.
Soat generatorlari turli xil ilovalarda, masalan, kompyuterlar, telekommunikatsiyalar va avtomobil tizimlarida qo'llaniladi. Ular, shuningdek, elektr signallarining aniq vaqtini ta'minlash uchun yurak stimulyatori kabi tibbiy asboblarda qo'llaniladi. Soat generatorlari sanoat avtomatlashtirish va robototexnika sohasida ham qo'llaniladi, bu erda aniq vaqtni belgilash juda muhimdir.
Pyezoelektrik effekt inversiya simmetriyasiga ega boʻlgan kristall materiallardagi mexanik va elektr holatlar oʻrtasidagi chiziqli elektromexanik oʻzaro taʼsirga asoslanadi. Bu ta'sir teskari, ya'ni piezoelektrik xususiyatlarga ega bo'lgan materiallar elektr maydoni qo'llanilganda ham mexanik kuchlanish hosil qilishi mumkin. Bu teskari piezoelektrik effekt sifatida tanilgan va ultratovush to'lqinlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
Soat generatorlari bu teskari piezoelektrik effektni aniq vaqt bilan elektr signallarini ishlab chiqarish uchun ishlatadi. Piezoelektrik material elektr maydoni ta'sirida deformatsiyalanadi, bu uning ma'lum bir chastotada tebranishiga olib keladi. Keyinchalik bu tebranish elektr signaliga aylanadi, bu esa aniq vaqt signalini yaratish uchun ishlatiladi.
Soat generatorlari tibbiy asboblardan tortib sanoat avtomatizatsiyasiga qadar turli xil ilovalarda qo'llaniladi. Ular ishonchli, aniq va ulardan foydalanish oson, bu ularni ko'plab ilovalar uchun mashhur tanlovga aylantiradi. Piezoelektr zamonaviy texnologiyaning muhim qismidir va soat generatorlari bu hodisaning ko'plab ilovalaridan biridir.
Elektron qurilmalar
Piezoelektrik - bu ma'lum qattiq materiallarning qo'llaniladigan mexanik kuchlanishga javoban elektr zaryadini to'plash qobiliyati. Pyezoelektrik effekt deb nomlanuvchi bu hodisa elektron kuchaytirilgan gitaralardagi pikaplardan tortib zamonaviy elektron barabanlardagi triggerlargacha bo‘lgan turli elektron qurilmalarda qo‘llaniladi.
Piezoelektrik yunoncha "siqish" yoki "bosish" degan ma'noni anglatuvchi "piezeyn" (piezein) va "kehribar" degan ma'noni bildiruvchi (ēlektron) elektr zaryadining qadimgi manbai bo'lgan so'zlardan olingan. Piezoelektrik materiallar kristallar, keramika va suyak va DNK oqsillari kabi biologik moddalar bo'lib, ular piezoelektrik ta'sir ko'rsatadi.
Pyezoelektrik effekt - inversiya simmetriyasiga ega bo'lgan kristall materiallardagi mexanik va elektr holatlar o'rtasidagi chiziqli elektromexanik o'zaro ta'sir. Bu teskari jarayondir, ya'ni piezoelektrik ta'sir ko'rsatadigan materiallar teskari piezoelektrik effektni ham ko'rsatadi, bu qo'llaniladigan elektr maydoni natijasida mexanik kuchlanishning ichki hosil bo'lishidir. Misol uchun, qo'rg'oshin zirkonat titanat kristallari, ularning statik tuzilishi asl o'lchamidan deformatsiyalanganda o'lchanadigan piezoelektr hosil qiladi. Aksincha, kristallar tashqi elektr maydoni qo'llanilganda o'zlarining statik o'lchamlarini o'zgartirishi mumkin, bu ultratovush to'lqinlarini ishlab chiqarishda qo'llaniladigan teskari piezoelektrik effekt deb nomlanuvchi hodisa.
Pyezoelektrning kashfiyoti 1880 yilda to'g'ridan-to'g'ri piezoelektrik effektni ko'rsatgan frantsuz fiziklari Per va Jak Kyurilarga tegishli. Ularning piroelektrik haqidagi umumiy bilimlari va kristall tuzilmalarni tushunishlari piroelektr ta'sirini bashorat qilish qobiliyatini va bashorat qilish imkonini berdi. kristall harakati turmalin, kvarts, topaz, qamish shakar va Rochelle tuzi kabi kristallarning ta'siri bilan ko'rsatildi.
Pyezoelektrik turli kundalik ilovalarda, masalan, pishirish va isitish moslamalarida, mash'alalarda, sigaret chiroqlarida va harorat o'zgarishiga javoban elektr potentsialini ishlab chiqaradigan piroelektrik effektli materiallarda gazni yoqish uchun uchqun hosil qilish uchun ishlatilgan. Buni 18-asr o'rtalarida Karl Linney va Frants Aepinus o'rganib, mexanik kuchlanish va elektr zaryadi o'rtasidagi bog'liqlikni ko'rsatgan Rene Xayu va Antuan Sezar Bekkerelning bilimlariga tayanganlar. Biroq, Shotlandiyadagi Kyuri kompensator muzeyida piezokristalning ko'rinishi aka-uka Kyuri tomonidan to'g'ridan-to'g'ri piezoelektrik effektni ko'rsatmaguncha, tajribalar noaniq bo'ldi.
Piezoelektrik turli xil elektron qurilmalarda, elektron kuchaytirilgan gitaralardagi pikaplardan zamonaviy elektron barabanlardagi triggerlargacha qo'llaniladi. Shuningdek, u tovushni ishlab chiqarish va aniqlashda, piezoelektrik inkjet bosib chiqarishda, yuqori kuchlanishli elektr energiyasini ishlab chiqarishda, soat generatorlarida, mikrobalanslarda, haydovchi ultratovushli nozullarda va ultra nozik fokusli optik birikmalarda qo'llaniladi. Piezoelektrik shuningdek, atomlar miqyosida tasvirlarni echish uchun ishlatiladigan zond mikroskoplarini skanerlash uchun asosdir.
Mikrobalanslar
Piezoelektrik - bu ma'lum qattiq materiallarning qo'llaniladigan mexanik kuchlanishga javoban elektr zaryadini to'plash qobiliyati. Piezoelektrik yunoncha "siqish" yoki "bosish" degan ma'noni anglatuvchi "piezein" (piezein) va "qahrabo" degan ma'noni anglatuvchi (ēlektron), elektr zaryadining qadimgi manbai bo'lgan "ember" so'zlaridan olingan.
Piezoelektrik har xil kundalik ilovalarda, masalan, pishirish va isitish moslamalari, mash'allar, sigaret chiroqlari va boshqalar uchun gazni yoqish uchun uchqun hosil qilishda qo'llaniladi. Shuningdek, u tovushni ishlab chiqarish va aniqlashda va piezoelektrik inkjet bosib chiqarishda qo'llaniladi.
Piezoelektr yuqori kuchlanishli elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun ham ishlatiladi va mikrobalanslar kabi soat generatorlari va elektron qurilmalarning asosi hisoblanadi. Piezoelektrik shuningdek, ultratovushli nozullar va ultra nozik fokusli optik birikmalarni haydash uchun ishlatiladi.
Pyezoelektrning kashfiyoti 1880-yilda frantsuz fiziklari Jak va Per Kyurilarning hissasiga to‘g‘ri keladi. Aka-uka Kyuri o‘zlarining piroelektrik haqidagi bilimlarini va uning kristall tuzilmalari haqidagi tushunchalarini birlashtirib, piezoelektrik tushunchasini vujudga keltirdilar. Ular kristall harakatini bashorat qila oldilar va turmalin, kvarts, topaz, qamish shakar va Rochelle tuzi kabi kristallardagi ta'sirni ko'rsatdilar.
Pyezoelektrik effekt foydali ilovalar uchun, jumladan, tovushni ishlab chiqarish va aniqlash uchun ishlatilgan. Birinchi jahon urushi davrida sonarning rivojlanishi piezoelektrdan foydalanishda katta yutuq bo'ldi. Ikkinchi jahon urushidan keyin Amerika Qo'shma Shtatlari, Rossiya va Yaponiyadagi mustaqil tadqiqot guruhlari tabiiy materiallardan o'n baravar yuqori piezoelektrik konstantalarni ko'rsatadigan ferroelektrik deb nomlangan yangi sintetik materiallar sinfini kashf etdilar.
Bu ma'lum ilovalar uchun o'ziga xos xususiyatlarga ega bo'lgan bariy titanat va keyinchalik qo'rg'oshin zirkonat titanat materiallarini jadal tadqiq qilish va rivojlantirishga olib keldi. Piezoelektrik kristallardan foydalanishning muhim namunasi Ikkinchi Jahon urushidan keyin Bell Telefon Laboratoriyalarida ishlab chiqilgan.
Frederik R. Lak, radiotelefoniya muhandisligi bo'limida ishlagan, keng harorat oralig'ida ishlaydigan kesilgan kristallni ishlab chiqdi. Lack kristali oldingi kristallarning og'ir aksessuarlariga muhtoj emas edi, bu esa uni samolyotlarda ishlatishni osonlashtirdi. Ushbu rivojlanish ittifoqdosh havo kuchlariga aviatsiya radiosidan foydalangan holda muvofiqlashtirilgan ommaviy hujumlarni amalga oshirishga imkon berdi.
Qo'shma Shtatlarda piezoelektrik qurilmalar va materiallarning rivojlanishi bir nechta kompaniyalarni biznesda ushlab turdi va kvarts kristallarining rivojlanishi tijorat maqsadlarida foydalanildi. O'shandan beri piezoelektrik materiallar turli xil ilovalarda, jumladan, tibbiy tasvirlash, ultratovushli tozalash va boshqalarda qo'llanilgan.
Drayv ultratovushli nozul
Piezoelektr - bu kristallar, keramika va suyak va DNK kabi biologik moddalar kabi ma'lum qattiq materiallarda to'plangan elektr zaryadidir. Bu qo'llaniladigan mexanik stressga javob bo'lib, yunoncha "piezein" - "siqish" yoki "bosish" va "elektron" - "qahrabo" degan ma'noni anglatadi, elektr zaryadining qadimgi manbai.
Pyezoelektrik effekt - bu inversiya simmetriyasiga ega bo'lgan kristall materiallarning mexanik va elektr holatlari o'rtasidagi chiziqli elektromexanik o'zaro ta'sir. Bu teskari jarayon bo'lib, piezoelektrik ta'sir ko'rsatadigan materiallar, shuningdek, qo'llaniladigan elektr maydoni natijasida mexanik kuchlanishning ichki hosil bo'lishi bo'lgan teskari piezoelektrik effektni ham ko'rsatadi. Bunga misol qilib qo'rg'oshin tsirkonat titanat kristallari bo'lib, ularning statik tuzilishi asl o'lchamidan deformatsiyalanganda o'lchanadigan piezoelektr hosil qiladi. Aksincha, tashqi elektr maydoni qo'llanilganda, kristallar o'zlarining statik o'lchamlarini o'zgartiradilar, natijada ultratovush to'lqinlarini ishlab chiqarish bo'lgan teskari piezoelektrik effekt paydo bo'ladi.
Frantsuz fiziklari Jak va Per Kyuri 1880 yilda piezoelektrni kashf etdilar va shundan beri u turli xil foydali ilovalar, jumladan, tovushni ishlab chiqarish va aniqlash uchun ishlatilgan. Piezoelektr, shuningdek, pishirish va isitish moslamalarida, mash'alalarda, sigaret chiroqlarida va boshqalarda gazni yoqish uchun uchqun hosil qilish kabi kundalik foydalanishni topadi.
Haroratning o'zgarishiga javoban elektr potentsialini yaratuvchi material bo'lgan piroelektrik effekt Karl Linney, Frants Aepinus tomonidan o'rganilgan va 18-asrning o'rtalarida Rene Xayu va Antuan Sezar Bekkerel tomonidan mexanik stress va mexanik stress o'rtasidagi bog'liqlik haqida ma'lumot olgan. elektr zaryadi. Buni isbotlovchi tajribalar noaniq edi.
Shotlandiyadagi Hunterian muzeyidagi Kyuri kompensatoridagi piezo kristalining ko'rinishi aka-uka Per va Jak Kyuri tomonidan to'g'ridan-to'g'ri piezoelektrik effektning namoyishidir. Piroelektrik haqidagi bilimlarini birlashtirish va asosiy kristall tuzilmalarni tushunish piroelektrikni bashorat qilishga olib keldi va ularga kristall harakatini taxmin qilish imkonini berdi. Bu turmalin, kvarts, topaz, qamish shakar va Rochelle tuzi kabi kristallarning ta'siri bilan namoyon bo'ldi. Natriy va kaliy tartrat tetrahidrat va kvarts ham piezoelektriklikni namoyon qildi va deformatsiyalanganda kuchlanish hosil qilish uchun piezoelektrik disk ishlatilgan. Bu Kyuri tomonidan 1881 yilda Gabriel Lippman tomonidan fundamental termodinamik tamoyillardan matematik tarzda chiqarilgan teskari piezoelektrik effektni bashorat qilish uchun juda bo'rttirilgan.
Kyuri zudlik bilan qarama-qarshi effekt mavjudligini tasdiqladi va piezoelektrik kristallardagi elektro-elasto-mexanik deformatsiyalarning to'liq qaytarilishining miqdoriy isbotini olishga kirishdi. O'nlab yillar davomida piezoelektrik laboratoriya qiziqishi bo'lib qoldi, lekin Per va Mari Kyuri tomonidan piezoelektrni namoyon qiluvchi kristall tuzilmalarni o'rganish va aniqlash ishlarida poloniy va radiyni kashf qilishda muhim vosita bo'ldi. Bu Voldemar Voigtning "Lehrbuch der Kristallphysik" (Kristal fizikasi darsligi) nashri bilan yakunlandi, unda piezoelektrga qodir bo'lgan tabiiy kristall sinflari tasvirlangan va tenzor tahlili orqali piezoelektrik doimiylarni qat'iy aniqlagan.
Pyezoelektrik qurilmalarning amaliy qo'llanilishi Birinchi jahon urushi davrida yaratilgan sonar bilan boshlandi. Frantsiyada Pol Langevin va uning hamkasblari ultratovushli suv osti detektorini ishlab chiqdilar. Detektor yuqori chastotali impulsni chiqargandan so'ng qaytarilgan aks-sadoni aniqlash uchun gidrofon deb ataladigan po'lat plitalarga ehtiyotkorlik bilan yopishtirilgan yupqa kvarts kristallaridan tayyorlangan transduserdan iborat edi. Ob'ektdan sakragan tovush to'lqinlarining aks-sadosini eshitish uchun zarur bo'lgan vaqtni o'lchab, ular ob'ektning masofasini hisoblashlari mumkin edi. Sonarda piezoelektrikdan bunday foydalanish muvaffaqiyatli bo'ldi va loyiha o'nlab yillar davomida piezoelektrik qurilmalarga qizg'in rivojlanish va qiziqish uyg'otdi.
Yangi piezoelektrik materiallar va ushbu materiallar uchun yangi ilovalar o'rganildi va ishlab chiqildi va piezoelektrik qurilmalar keramik fonograf kartridjlari kabi sohalarda uylarni topdi, bu esa pleer dizaynini soddalashtirdi va arzonroq, aniqroq pleyerlar uchun xizmat ko'rsatish arzonroq va qurilishi osonroq bo'ldi. . Ultrasonik transduserlarning rivojlanishi suyuqliklar va qattiq jismlarning yopishqoqligi va elastikligini oson o'lchash imkonini berdi, natijada materiallarni tadqiq qilishda katta yutuqlarga erishildi. Ultrasonik vaqt domeni reflektometrlari material orqali ultratovush impulsini yuboradi va quyma metall va tosh buyumlar ichidagi nuqsonlarni topish uchun aks ettirish va uzilishlarni o'lchaydi.
Ultra nozik fokusli optik yig'ilishlar
Piezoelektrik - bu mexanik stressga duchor bo'lganda, ma'lum materiallarning elektr zaryadini to'plash qobiliyati. Bu inversion simmetriyaga ega bo'lgan kristall materiallarning elektr va mexanik holatlari o'rtasidagi chiziqli elektromexanik o'zaro ta'sir. Piezoelektrik - bu qaytariladigan jarayon, ya'ni piezoelektriklikni ko'rsatadigan materiallar teskari piezoelektrik effektni ham ko'rsatadi, bu qo'llaniladigan elektr maydoni natijasida mexanik kuchlanishning ichki hosil bo'lishidir.
Piezoelektrik turli xil ilovalarda, jumladan, tovushni ishlab chiqarish va aniqlashda, yuqori kuchlanishli elektr energiyasini ishlab chiqarishda ishlatilgan. Piezoelektr, shuningdek, inkjet bosib chiqarishda, soat generatorlarida, elektron qurilmalarda, mikrobalanslarda, haydovchi ultratovushli nozullarda va ultra nozik fokusli optik birikmalarda qo'llaniladi.
Pyezoelektr 1880 yilda frantsuz fiziklari Jak va Per Kyuri tomonidan kashf etilgan. Pyezoelektrik effekt tovushni ishlab chiqarish va aniqlash, yuqori kuchlanishli elektr energiyasini ishlab chiqarish kabi foydali dasturlarda qo'llaniladi. Piezoelektrik inkjet bosib chiqarish, shuningdek, soat generatorlari, elektron qurilmalar, mikrobalanslar, haydovchi ultratovushli nozullar va ultra nozik fokusli optik birikmalar ishlatiladi.
Pyezoelektrik kundalik foydalanishda o'z yo'lini topdi, masalan, pishirish va isitish moslamalari, mash'alalar, sigaret chiroqlari va harorat o'zgarishiga javoban elektr potentsialini ishlab chiqaradigan piroelektrik effektli materiallar uchun gazni yoqish uchun uchqun hosil qilish. Ushbu ta'sir 18-asrning o'rtalarida Karl Linney va Frants Aepinus tomonidan mexanik kuchlanish va elektr zaryadi o'rtasidagi bog'liqlikni ko'rsatgan Rene Xayu va Antuan Sezar Bekkerelning bilimlariga asoslanib o'rganilgan. Tajribalar natijasiz chiqdi.
Shotlandiyadagi Hunterian muzeyidagi Kyuri kompensatoridagi piezo kristalining ko'rinishi aka-uka Per va Jak Kyuri tomonidan to'g'ridan-to'g'ri piezoelektrik effektning namoyishidir. Piroelektrik haqidagi bilimlari va asosiy kristall tuzilmalarni tushunishlari bilan birgalikda ular piroelektrikni bashorat qilish va kristallarning xatti-harakatlarini bashorat qilish qobiliyatini keltirib chiqardi. Bu turmalin, kvarts, topaz, qamish shakar va Rochelle tuzi kabi kristallarning ta'sirida namoyon bo'ldi.
Natriy va kaliy tartrat tetrahidrat, kvarts va Rochelle tuzi piezoelektrik kuchga ega bo'lib, deformatsiyalanganda kuchlanish hosil qilish uchun piezoelektrik disk ishlatilgan, ammo shakli o'zgarishi juda abartılıdır. Kyurilar teskari piezoelektrik effektni bashorat qilishdi va teskari effekt 1881 yilda Gabriel Lippman tomonidan fundamental termodinamik tamoyillardan matematik tarzda chiqarildi. Kyurilar teskari effekt mavjudligini darhol tasdiqladilar va elektro-elektr ta'sirining to'liq qaytarilishining miqdoriy isbotini olishga kirishdilar. pyezoelektrik kristallardagi elasto-mexanik deformatsiyalar.
O'nlab yillar davomida piezoelektrik laboratoriyada qiziquvchan bo'lib qoldi, u Per va Mari Kyuri tomonidan poloniy va radiyni ochishda muhim vositaga aylandi. Ularning pyezoelektrni ko'rsatadigan kristall tuzilmalarni o'rganish va aniqlash bo'yicha ishlari Voldemar Voigtning Lehrbuch der Kristallphysik (Kristal fizikasi darsligi) nashri bilan yakunlandi. Bu piezoelektrik quvvatga ega bo'lgan tabiiy kristall sinflarini tasvirlab berdi va piezoelektrik qurilmalarni amaliy qo'llash uchun tensor tahlilidan foydalangan holda piezoelektrik konstantalarni qat'iy aniqladi.
Sonarning rivojlanishi muvaffaqiyatli loyiha bo'lib, piezoelektrik qurilmalarga qizg'in rivojlanish va qiziqish uyg'otdi. Bir necha o'n yillar o'tgach, yangi piezoelektrik materiallar va ushbu materiallar uchun yangi ilovalar o'rganildi va ishlab chiqildi. Piezoelektrik qurilmalar turli sohalarda uylarni topdi, masalan, keramik fonograf kartridjlari, bu pleyer dizaynini soddalashtirdi va rekord o'yinchilarni arzonroq va saqlash va qurishni osonlashtirdi. Ultrasonik transduserlarning rivojlanishi suyuqliklar va qattiq jismlarning yopishqoqligi va elastikligini oson o'lchash imkonini berdi, natijada materiallarni tadqiq qilishda katta yutuqlarga erishildi. Ultrasonik vaqt domeni reflektometrlari materialga ultratovush impulsini yuboradi va quyma metall va tosh buyumlar ichidagi kamchiliklarni topish uchun aks ettirish va uzilishlarni o'lchaydi, bu esa strukturaning xavfsizligini oshiradi.
Pyezoelektrik manfaatlar sohasining boshlanishi kvarts kristallaridan ishlab chiqarilgan yangi materiallarning foydali patentlari bilan ta'minlandi, ular pyezoelektrik material sifatida tijorat maqsadlarida foydalanildi. Olimlar yuqori samarali materiallarni izlashdi va materiallarning rivojlanishiga va ishlab chiqarish jarayonlarining etukligiga qaramay, Qo'shma Shtatlar bozori tez o'smadi. Aksincha, yapon ishlab chiqaruvchilari ma'lumotni tez o'rtoqlashdilar va Amerika Qo'shma Shtatlarining piezoelektrik sanoatida o'sish uchun yangi ilovalar yapon ishlab chiqaruvchilaridan farqli o'laroq zarar ko'rdilar.
Piezoelektrik motorlar
Ushbu bo'limda men zamonaviy texnologiyada piezoelektrikdan qanday foydalanish haqida gapiraman. Tasvirlarni atomlar miqyosida hal qila oladigan skanerlovchi zond mikroskoplaridan tortib, elektron kuchaytirilgan gitaralar uchun pikaplar va zamonaviy elektron barabanlar uchun triggerlargacha, piezoelektr ko'plab qurilmalarning ajralmas qismiga aylandi. Men piezoelektrning tarixini va u turli xil ilovalarda qanday ishlatilganligini o'rganaman.
Shakllar Skanerli probli mikroskoplarning asoslari
Piezoelektr - bu kristallar, keramika va suyak va DNK kabi biologik moddalar kabi ma'lum qattiq materiallarda to'plangan elektr zaryadidir. Bu qo'llaniladigan mexanik stressga javob bo'lib, piezoelektrik so'zi yunoncha "siqish" yoki "bosish" degan ma'noni anglatuvchi "piezoen" (piezein) va "amber" degan ma'noni anglatuvchi "elektron" (ēlektron) so'zidan kelib chiqqan bo'lib, elektr zaryadining qadimgi manbai.
Piezoelektrik motorlar harakatni yaratish uchun piezoelektrik effektdan foydalanadigan qurilmalardir. Bu ta'sir inversiya simmetriyasi bo'lgan kristall materiallardagi mexanik va elektr holatlar o'rtasidagi chiziqli elektromexanik o'zaro ta'sirdir. Bu teskari jarayondir, ya'ni piezoelektrik ta'sir ko'rsatadigan materiallar teskari piezoelektrik effektni ham ko'rsatadi, bu qo'llaniladigan elektr maydoni natijasida mexanik kuchlanishning ichki hosil bo'lishidir. O'lchanadigan piezoelektrik hosil qiluvchi materiallarga misollar qo'rg'oshin tsirkonat titanat kristallaridir.
Pyezoelektrik effekt tovushni ishlab chiqarish va aniqlash, pyezoelektrik inkjet bosib chiqarish, yuqori kuchlanishli elektr energiyasini ishlab chiqarish, soat generatorlari va mikrobalanslar va ultra nozik fokusli optik birikmalar uchun ultratovushli nozullar kabi elektron qurilmalarni ishlab chiqarish kabi foydali ilovalarda qo'llaniladi. Shuningdek, u atomlar miqyosidagi tasvirlarni yechish uchun ishlatiladigan skanerlovchi probli mikroskoplarning asosini tashkil qiladi.
Pyezoelektr 1880 yilda frantsuz fiziklari Jak va Per Kyuri tomonidan kashf etilgan. Piezokristal va Kyuri kompensatorining ko'rinishini Shotlandiyadagi Hunterian muzeyida ko'rish mumkin, bu aka-uka Per va Jak Kyuri tomonidan to'g'ridan-to'g'ri piezoelektrik effektning namoyishi.
Piroelektrik haqidagi bilimlari va kristall tuzilmalari haqidagi tushunchalarini birlashtirib, ular kristallarning harakatini bashorat qilishga imkon beradigan piroelektrikni bashorat qilish imkonini berdi. Bu turmalin, kvarts, topaz, qamish shakar va Rochelle tuzi kabi kristallarning ta'siri bilan namoyon bo'ldi. Natriy va kaliy tartrat tetrahidrat, kvarts va Rochelle tuzi piezoelektrik kuchga ega bo'lib, deformatsiyalanganda kuchlanish hosil qilish uchun piezoelektrik disk ishlatilgan, garchi bu Kuri tomonidan juda bo'rttirilgan.
Ular, shuningdek, teskari piezoelektrik effektni bashorat qilishdi va bu 1881 yilda Gabriel Lippman tomonidan fundamental termodinamik tamoyillardan matematik tarzda chiqarildi. Kyurilar teskari effekt mavjudligini darhol tasdiqladilar va elektro-elastoelektrik ta'sirning to'liq qaytarilishining miqdoriy isbotini olishga kirishdilar. piezoelektrik kristallardagi mexanik deformatsiyalar.
O'nlab yillar davomida piezoelektrik laboratoriyada qiziquvchan bo'lib qoldi, u Per va Mari Kyuri tomonidan poloniy va radiyni ochishda muhim vositaga aylandi. Ularning pyezoelektrni ko'rsatadigan kristall tuzilmalarni o'rganish va aniqlash bo'yicha ishi Voldemar Voigtning "Lehrbuch der Kristallphysik" (Kristal fizikasi darsligi) nashri bilan yakunlandi, unda piezoelektrik quvvatga ega bo'lgan tabiiy kristall sinflari tasvirlangan va piezoelektrik tahlil va tenzor konstantalar aniq belgilangan.
Bu Birinchi jahon urushi davrida ishlab chiqilgan sonar kabi piezoelektrik qurilmalarning amaliy qo'llanilishiga olib keldi. Frantsiyada Pol Langevin va uning hamkasblari ultratovushli suv osti detektorini ishlab chiqdilar. Ushbu detektor po'lat plitalarga ehtiyotkorlik bilan yopishtirilgan yupqa kvarts kristallaridan tayyorlangan transduser va transduserdan yuqori chastotali impulsni chiqargandan keyin qaytarilgan aks-sadoni aniqlash uchun gidrofondan iborat edi. Ob'ektdan sakragan tovush to'lqinlarining aks-sadosini eshitish uchun zarur bo'lgan vaqtni o'lchab, ular ob'ektning masofasini hisoblashga muvaffaq bo'lishdi. Ushbu sonarni muvaffaqiyatli qilish uchun ular piezoelektrikdan foydalanganlar va loyiha o'nlab yillar davomida piezoelektrik qurilmalarga qizg'in rivojlanish va qiziqish uyg'otdi.
Yangi piezoelektrik materiallar va ushbu materiallar uchun yangi ilovalar o'rganildi va ishlab chiqildi va piezoelektrik qurilmalar ko'plab sohalarda uylarni topdi, masalan, keramik fonograf kartridjlari, bu pleer dizaynini soddalashtirdi va arzonroq va aniqroq pleyerlar uchun xizmat ko'rsatish arzonroq va osonroq bo'ldi. qurmoq. Ultrasonik transduserlarning rivojlanishi suyuqliklar va qattiq jismlarning yopishqoqligi va elastikligini oson o'lchash imkonini berdi, natijada materiallarni tadqiq qilishda katta yutuqlarga erishildi. Ultrasonik vaqt domeni reflektometrlari materialga ultratovush impulsini yuboradi va quyma metall va tosh buyumlar ichidagi kamchiliklarni topish uchun aks ettirish va uzilishlarni o'lchaydi, bu esa strukturaning xavfsizligini oshiradi.
Ikkinchi jahon urushi davrida Birlashganda mustaqil tadqiqot guruhlari
Tasvirlarni atomlar miqyosida hal qilish
Piezoelektr - bu kristallar, keramika va suyak va DNK kabi biologik moddalar kabi ma'lum qattiq materiallarda to'plangan elektr zaryadidir. Bu qo'llaniladigan mexanik stressga javob bo'lib, yunoncha "piezein" so'zidan olingan bo'lib, siqish yoki bosish degan ma'noni anglatadi. Piezoelektrik effekt inversiya simmetriyasiga ega kristall materiallardagi mexanik va elektr holatlar o'rtasidagi chiziqli elektromexanik o'zaro ta'sir natijasida yuzaga keladi.
Piezoelektrik qayta tiklanadigan jarayon bo'lib, piezoelektrik ta'sir ko'rsatadigan materiallar, shuningdek, qo'llaniladigan elektr maydonidan kelib chiqadigan mexanik kuchlanishning ichki generatsiyasi bo'lgan teskari piezoelektrik effektni ham ko'rsatadi. Bunga misol qilib, qo'rg'oshin tsirkonat titanat kristallarini o'z ichiga oladi, ularning statik tuzilishi asl o'lchamidan deformatsiyalanganda o'lchanadigan piezoelektrik hosil qiladi. Aksincha, kristallar tashqi elektr maydoni qo'llanilganda o'zlarining statik o'lchamlarini o'zgartiradilar, bu teskari piezoelektrik effekt sifatida tanilgan va ultratovush to'lqinlarini ishlab chiqarishda qo'llaniladi.
Frantsuz fiziklari Jak va Per Kyuri 1880 yilda piezoelektrni kashf etdilar. Pyezoelektrik effekt turli xil foydali dasturlarda, jumladan tovushni ishlab chiqarish va aniqlash, piezoelektrik inkjet bosib chiqarish, yuqori kuchlanishli elektr energiyasini ishlab chiqarish, soat generatorlari va shunga o'xshash elektron qurilmalar uchun ishlatilgan. mikrobalanslar va haydovchi ultratovushli nozullar. Shuningdek, u atomlar miqyosidagi tasvirlarni yechish uchun ishlatiladigan skanerlovchi probli mikroskoplarning asosini tashkil qiladi.
Piezoelektr energiyasi kundalik ilovalarda ham qo'llaniladi, masalan, pishirish va isitish moslamalarida, mash'alalarda, sigaret chiroqlarida va boshqalarda gazni yoqish uchun uchqun hosil qilish. Haroratning o'zgarishiga javoban elektr potentsialini hosil qiluvchi material bo'lgan piroelektrik effekt 18-asr o'rtalarida Karl Linney va Frants Aepinus tomonidan o'rganilgan. Rene Xayu va Antuan Sezar Bekkerelning bilimlariga tayanib, ular mexanik kuchlanish va elektr zaryadi o'rtasidagi bog'liqlikni o'rnatdilar, ammo ularning tajribalari natija bermadi.
Glazgodagi Hunterlar muzeyiga tashrif buyuruvchilar aka-uka Per va Jak Kyuri tomonidan to'g'ridan-to'g'ri piezoelektrik effektning namoyishi bo'lgan piezo kristalli Kyuri kompensatorini ko'rishlari mumkin. Piroelektrik bilimlari va asosiy kristall tuzilmalarni tushunishlari bilan birgalikda ular piroelektrikni bashorat qilish va kristall harakatlarini bashorat qilish qobiliyatini keltirib chiqardi. Bu turmalin, kvarts, topaz, qamish shakar va Rochelle tuzi kabi kristallarning ta'siri bilan namoyon bo'ldi. Natriy va kaliy tartrat tetrahidrat, kvarts va Rochelle tuzi piezoelektrik xususiyatga ega va piezoelektrik disk deformatsiyalanganda kuchlanish hosil qiladi, garchi shakli o'zgarishi juda abartılı bo'lsa ham. Kyurilar teskari piezoelektrik effektni bashorat qila oldilar va teskari effekt 1881 yilda Gabriel Lippman tomonidan asosiy termodinamik tamoyillardan matematik tarzda chiqarilgan.
Kyuri zudlik bilan qarama-qarshi effekt mavjudligini tasdiqladi va piezoelektrik kristallardagi elektro-elasto-mexanik deformatsiyalarning to'liq qaytarilishining miqdoriy isbotini olishga kirishdi. O'nlab yillar davomida piezoelektrik laboratoriya qiziqishi bo'lib qoldi, ammo u Per va Mari Kyuri tomonidan poloniy va radiyni ochishda muhim vosita edi. Ularning pyezoelektrni ko'rsatadigan kristall tuzilmalarni o'rganish va aniqlash bo'yicha ishi Voldemar Voigtning Lehrbuch der Kristallphysik (Kristal fizikasi darsligi) nashri bilan yakunlandi.
Pikaplar Elektron kuchaytirilgan gitara
Piezoelektrik motorlar elektr energiyasini mexanik energiyaga aylantirish uchun piezoelektrik effektdan foydalanadigan elektr motorlardir. Pyezoelektrik effekt - bu ma'lum materiallarning mexanik kuchlanish ta'sirida elektr zaryadini hosil qilish qobiliyati. Piezoelektrik motorlar soatlar va soatlar kabi kichik qurilmalarni quvvatlantirishdan robotlar va tibbiy asbob-uskunalar kabi kattaroq mashinalarni quvvatlantirishgacha turli xil ilovalarda qo'llaniladi.
Piezoelektrik motorlar pikaplarda elektron kuchaytirilgan gitaralarda qo'llaniladi. Ushbu pikaplar gitara torlarining tebranishlarini elektr signaliga aylantirish uchun piezoelektrik effektdan foydalanadi. Keyin bu signal kuchaytiriladi va gitara ovozini ishlab chiqaradigan kuchaytirgichga yuboriladi. Pyezoelektrik pikaplar zamonaviy elektron barabanlarda ham qo'llaniladi, bu erda ular baraban boshlarining tebranishlarini aniqlash va ularni elektr signaliga aylantirish uchun ishlatiladi.
Piezoelektrik motorlar, shuningdek, skanerlash prob mikroskoplarida ham qo'llaniladi, ular piezoelektrik effektdan foydalanib, mayda zondni sirt bo'ylab harakatlantiradi. Bu mikroskopga atomlar miqyosida tasvirlarni hal qilish imkonini beradi. Piezoelektrik motorlar siyohli printerlarda ham qo'llaniladi, bu erda ular bosma boshni sahifa bo'ylab oldinga va orqaga siljitish uchun ishlatiladi.
Piezoelektrik motorlar tibbiy asboblar, avtomobil komponentlari va maishiy elektronika kabi turli xil ilovalarda qo'llaniladi. Ular sanoatda, masalan, nozik qismlarni ishlab chiqarishda va murakkab komponentlarni yig'ishda ham qo'llaniladi. Pyezoelektrik effekt ultratovush to'lqinlarini ishlab chiqarishda ham qo'llaniladi, ular tibbiy tasvirlashda va materiallarning kamchiliklarini aniqlashda qo'llaniladi.
Umuman olganda, piezoelektrik motorlar kichik qurilmalarni quvvatlantirishdan kattaroq mashinalarni quvvatlantirishgacha bo'lgan keng doiradagi ilovalarda qo'llaniladi. Ular elektron kuchaytirilgan gitara pikaplarida, zamonaviy elektron barabanlarda, skanerlash prob mikroskoplarida, siyohli printerlarda, tibbiy asboblarda, avtomobil qismlarida va maishiy elektronikalarda qo'llaniladi. Pyezoelektrik effekt ultratovush to'lqinlarini ishlab chiqarishda va materiallarning kamchiliklarini aniqlashda ham qo'llaniladi.
Zamonaviy elektron barabanlarni ishga tushiradi
Piezoelektr - bu kristallar, keramika va suyak va DNK kabi biologik moddalar kabi ma'lum qattiq materiallarda to'plangan elektr zaryadidir. Bu ushbu materiallarning qo'llaniladigan mexanik stressga javobidir. Pyezoelektrik so'zi yunoncha "piezein" so'zidan kelib chiqqan bo'lib, "siqish yoki bosish" degan ma'noni anglatadi va "elektron" so'zi "qahrabo" degan ma'noni anglatadi, elektr zaryadining qadimgi manbai.
Piezoelektrik motorlar harakatni yaratish uchun piezoelektrik effektdan foydalanadigan qurilmalardir. Bu ta'sir inversiya simmetriyasi bo'lgan kristall materiallarning mexanik va elektr holatlari o'rtasidagi chiziqli elektromexanik o'zaro ta'sirdan kelib chiqadi. Bu teskari jarayon bo'lib, piezoelektrik ta'sir ko'rsatadigan materiallar, shuningdek, qo'llaniladigan elektr maydoni natijasida mexanik kuchlanishning ichki hosil bo'lishi bo'lgan teskari piezoelektrik effektni ham ko'rsatadi. Bunga misol qilib qo'rg'oshin tsirkonat titanat kristallari bo'lib, ularning statik tuzilishi asl o'lchamidan deformatsiyalanganda o'lchanadigan piezoelektr hosil qiladi. Aksincha, tashqi elektr maydoni qo'llanilganda, kristallar statik o'lchamlarini o'zgartirib, ultratovush to'lqinlarini hosil qiladi.
Piezoelektrik motorlar turli xil kundalik ilovalarda qo'llaniladi, masalan:
• Pishirish va isitish moslamalarida gazni yoqish uchun uchqun hosil qilish
• Chiroqlar, sigaret chiroqlari va piroelektrik effektli materiallar
• Harorat o'zgarishiga javoban elektr potentsialini hosil qilish
• Ovozni ishlab chiqarish va aniqlash
• Piezoelektrik inkjet bosib chiqarish
• Yuqori kuchlanishli elektr energiyasini ishlab chiqarish
• Soat generatori va elektron qurilmalar
• Mikrobalanslar
• Ultrasonik nozullar va ultra nozik fokusli optik majmualarni boshqaring
• Skanerli zond mikroskoplarining asosini tashkil qiladi
• Tasvirlarni atomlar miqyosida hal qilish
• Elektron kuchaytirilgan gitaralarni pikaplar
• Zamonaviy elektron barabanlarni ishga tushiradi.
Piezoelektrik o'zgartirgichlarni elektromexanik modellashtirish
Ushbu bo'limda men piezoelektrik transduserlarni elektromexanik modellashtirishni o'rganaman. Men piezoelektrning kashf etilishi tarixini, uning mavjudligini isbotlagan tajribalarni, shuningdek, piezoelektrik qurilmalar va materiallarning rivojlanishini ko'rib chiqaman. Shuningdek, men frantsuz fiziklari Per va Jak Kyuri, Karl Linney va Frants Aepin, Rene Xauy va Antuan Sezar Bekkerel, Gabriel Lippman va Voldemar Voigtning hissalarini muhokama qilaman.
Frantsuz fiziklari Per va Jak Kyuri
Piezoelektriklik elektromexanik hodisa bo'lib, unda elektr zaryadi kristallar, keramika va suyak va DNK kabi biologik moddalar kabi ma'lum qattiq materiallarda to'planadi. Ushbu zaryad qo'llaniladigan mexanik stressga javoban hosil bo'ladi. "Pyezoelektr" so'zi yunoncha "piezein" - "siqish yoki bosish" va "elektron" - "qahrabo" degan ma'noni anglatadi, elektr zaryadining qadimgi manbai.
Piezoelektrik effekt inversiya simmetriyasi bo'lgan materiallarda mexanik va elektr holatlar o'rtasidagi chiziqli elektromexanik o'zaro ta'sir natijasida yuzaga keladi. Bu ta'sir teskari, ya'ni piezoelektrik ta'sir ko'rsatadigan materiallar teskari piezoelektrik effektni ham namoyon qiladi, bu erda qo'llaniladigan elektr maydoniga javoban mexanik kuchlanishning ichki hosil bo'lishi hosil bo'ladi. Misol uchun, qo'rg'oshin zirkonat titanat kristallari, ularning statik tuzilishi asl o'lchamidan deformatsiyalanganda o'lchanadigan piezoelektr hosil qiladi. Aksincha, tashqi elektr maydoni qo'llanilganda, kristallar o'zlarining statik o'lchamlarini o'zgartirib, teskari piezoelektrik effekt deb nomlanuvchi jarayonda ultratovush to'lqinlarini hosil qiladi.
1880 yilda frantsuz fiziklari Per va Jak Kyuri piezoelektrik effektni kashf etdilar va shundan beri u turli xil foydali dasturlarda, jumladan tovushni ishlab chiqarish va aniqlashda, piezoelektrik inkjet bosib chiqarishda, yuqori kuchlanishli elektr energiyasini ishlab chiqarishda, soat generatorlari va elektron qurilmalarda foydalanildi. mikrobalanslar va ultra nozik fokusli optik birikmalar uchun ultratovushli nozullar kabi qurilmalar. Shuningdek, u atomlar miqyosida tasvirlarni hal qila oladigan zond mikroskoplarini skanerlash uchun asos bo'lib xizmat qiladi. Piezoelektr, shuningdek, elektron kuchaytirilgan gitara uchun pikaplarda va zamonaviy elektron barabanlar uchun triggerlarda ham qo'llaniladi.
Piezoelektr, shuningdek, pishirish va isitish moslamalarida, mash'alalarda, sigaret chiroqlarida va boshqalarda gazni yoqish uchun uchqun hosil qilish kabi kundalik foydalanishni topadi. Haroratning o'zgarishiga javoban material elektr potentsialini hosil qiladigan piroelektrik effekt 18-asrning o'rtalarida Karl Linney va Frants Aepinus tomonidan Rene Xauy va Antuan Sezar Bekkerelning bilimlariga tayangan holda o'rganilgan. mexanik kuchlanish va elektr zaryad, ammo ularning tajribalari natijasiz bo'lgan.
Piroelektrik haqidagi bilimlarini asosiy kristall tuzilmalarni tushunish bilan birlashtirib, Kyurilar piroelektrikni bashorat qilishga va kristallarning xatti-harakatlarini bashorat qilishga muvaffaq bo'lishdi. Bu turmalin, kvarts, topaz, qamish shakar va Rochelle tuzi kabi kristallarning ta'sirida namoyon bo'ldi. Natriy kaliy tartrat tetrahidrat va kvarts ham piezoelektriklikni namoyish etdi. Piezoelektrik disk deformatsiyalanganda kuchlanish hosil qiladi, ammo bu Kyuri namoyishida juda bo'rttirilgan. Shuningdek, ular teskari piezoelektrik effektni bashorat qila oldilar va uni 1881 yilda Gabriel Lippmanning asosiy termodinamik tamoyillaridan matematik tarzda chiqara oldilar.
Kyuri zudlik bilan qarama-qarshi effekt mavjudligini tasdiqladi va piezoelektrik kristallardagi elektro-elasto-mexanik deformatsiyalarning to'liq qaytarilishining miqdoriy isbotini olishga kirishdi. Keyingi o'n yilliklarda piezoelektrik laboratoriyada qiziquvchan bo'lib qoldi, u Per va Mari Kyuri tomonidan poloniy va radiyni kashf qilishda muhim vositaga aylandi. Ularning pyezoelektrni ko'rsatadigan kristall tuzilmalarni o'rganish va aniqlash bo'yicha ishi Voldemar Voigtning "Lehrbuch der Kristallphysik" (Kristal fizikasi darsligi) nashri bilan yakunlandi.
Tajribalar natijasiz bo'lib chiqdi
Piezoelektrik - bu elektromexanik hodisa bo'lib, unda elektr zaryadi kristallar, keramika va suyak va DNK kabi biologik moddalar kabi ma'lum qattiq materiallarda to'planadi. Bu qo'llaniladigan mexanik kuchlanishga javob bo'lib, "pyezoelektr" so'zi yunoncha "piezein" - "siqish yoki bosish" va "elektron" - "qahrabo" degan ma'noni anglatadi, elektr zaryadining qadimgi manbai.
Pyezoelektrik effekt teskari simmetriyaga ega bo'lgan kristall materiallarning mexanik va elektr holatlari o'rtasidagi chiziqli elektromexanik o'zaro ta'sir natijasida yuzaga keladi. Bu qaytariladigan jarayon; piezoelektrik ta'sir ko'rsatadigan materiallar, shuningdek, teskari piezoelektrik effektni ko'rsatadi, bu qo'llaniladigan elektr maydoni natijasida mexanik kuchlanishning ichki hosil bo'lishidir. Misol uchun, qo'rg'oshin zirkonat titanat kristallari, ularning statik tuzilishi asl o'lchamidan deformatsiyalanganda o'lchanadigan piezoelektr hosil qiladi. Aksincha, ultratovush to'lqinlarini ishlab chiqarishda qo'llaniladigan teskari piezoelektrik effekt deb nomlanuvchi tashqi elektr maydoni qo'llanilganda kristallar o'zlarining statik o'lchamlarini o'zgartirishi mumkin.
Frantsuz fiziklari Per va Jak Kyuri 1880 yilda piezoelektrni kashf etdilar. O'shandan beri u turli xil foydali ilovalar uchun, jumladan, tovushni ishlab chiqarish va aniqlash, piezoelektrik inkjet bosib chiqarish, yuqori kuchlanishli elektr energiyasini ishlab chiqarish, soat generatorlari va mikrobalanslar kabi elektron qurilmalar uchun ishlatilgan. , haydovchi ultratovushli nozullar va ultra nozik fokusli optik birikmalar. Shuningdek, u atomlar miqyosidagi tasvirlarni hal qila oladigan skanerlovchi probli mikroskoplarning asosini tashkil qiladi. Piezoelektr, shuningdek, elektron kuchaytirilgan gitaralar uchun pikaplarda va zamonaviy elektron barabanlar uchun triggerlarda ham qo'llaniladi.
Piezoelektr energiyasi pishirish va isitish moslamalarida, mash'alalarda, sigaret chiroqlarida va boshqalarda gazni yoqish uchun uchqun hosil qilishda kundalik foydalanishni topadi. Haroratning o'zgarishiga javoban material elektr potentsialini yaratadigan piroelektrik effektni 18-asr o'rtalarida Karl Linney va Frants Aepinus o'zaro munosabatlarni ilgari surgan Rene Xauy va Antuan Sezar Bekkerelning bilimlariga asoslanib o'rgandilar. mexanik kuchlanish va elektr zaryadi o'rtasida. Tajribalar natijasiz chiqdi.
Piroelektrik haqida umumiy bilim va kristall tuzilmalarni tushunish piroelektrikni bashorat qilish va kristallarning xatti-harakatlarini bashorat qilish qobiliyatini keltirib chiqardi. Bu turmalin, kvarts, topaz, qamish shakar va Rochelle tuzi kabi kristallarning ta'sirida namoyon bo'ldi. Natriy kaliy tartrat tetrahidrat va kvarts ham piezoelektriklikni namoyish etdi va deformatsiyalanganda kuchlanish hosil qilish uchun piezoelektrik disk ishlatilgan. Bu Kyuri tomonidan to'g'ridan-to'g'ri piezoelektrik effektni namoyish qilishda juda bo'rttirilgan.
Aka-uka Per va Jak Kyuri teskari piezoelektr effektini bashorat qilishdi va teskari effekt 1881 yilda Gabriel Lippman tomonidan asosiy termodinamik tamoyillardan matematik tarzda chiqarilgan. pyezoelektrik kristallardagi elektro-elasto-mexanik deformatsiyalarning qaytarilishi.
O'nlab yillar davomida piezoelektrik laboratoriya qiziqishi bo'lib qoldi, ammo u Per va Mari Kyuri tomonidan poloniy va radiyni ochishda muhim vosita edi. Ularning pyezoelektrni ko'rsatadigan kristall tuzilmalarni o'rganish va aniqlash bo'yicha ishlari Voldemar Voigtning Lehrbuch der Kristallphysik (Kristal fizikasi darsligi) nashri bilan yakunlandi. Bu piezoelektriklikka qodir bo'lgan tabiiy kristall sinflarini tasvirlab berdi va tensor tahlilidan foydalangan holda piezoelektrik konstantalarni qat'iy aniqladi. Bu piezoelektrik transduserlarning birinchi amaliy qo'llanilishi edi va sonar Birinchi jahon urushi paytida ishlab chiqilgan. Frantsiyada Pol Langevin va uning hamkasblari ultratovushli suv osti detektorini ishlab chiqdilar.
Karl Linney va Frants Aepinus
Piezoelektriklik elektromexanik hodisa bo'lib, unda elektr zaryadi kristallar, keramika va suyak va DNK kabi biologik moddalar kabi ma'lum qattiq materiallarda to'planadi. Ushbu zaryad qo'llaniladigan mexanik stressga javoban hosil bo'ladi. Piezoelektrik so'zi yunoncha "siqish yoki bosish" degan ma'noni anglatadigan "piezein" (piezein) va "kehribar" degan ma'noni bildiruvchi "elektron" (ēlektron) - elektr zaryadining qadimiy manbai bo'lgan so'zlardan kelib chiqqan.
Pyezoelektrik effekt inversiya simmetriyasiga ega bo'lgan kristall materiallarning mexanik va elektr holatlari o'rtasidagi chiziqli elektromexanik o'zaro ta'sir natijasida yuzaga keladi. Bu ta'sir teskari, ya'ni piezoelektriklikni ko'rsatadigan materiallar teskari piezoelektrik effektni ham namoyon qiladi, bu qo'llaniladigan elektr maydoni natijasida mexanik kuchlanishning ichki hosil bo'lishidir. Misol uchun, qo'rg'oshin zirkonat titanat kristallari, ularning statik tuzilishi asl o'lchamidan deformatsiyalanganda o'lchanadigan piezoelektr hosil qiladi. Aksincha, kristallar tashqi elektr maydoni qo'llanilganda o'zlarining statik o'lchamlarini o'zgartirishi mumkin, bu teskari piezoelektrik effekt sifatida tanilgan va ultratovush to'lqinlarini ishlab chiqarishda qo'llaniladi.
1880 yilda frantsuz fiziklari Jak va Per Kyuri piezoelektrik effektni kashf etdilar va u ko'plab foydali dasturlarda, jumladan tovushni ishlab chiqarish va aniqlashda, piezoelektrik inkjet bosib chiqarishda, yuqori kuchlanishli elektr energiyasini ishlab chiqarishda, soat generatorlari, elektron qurilmalar, mikrobalanslar uchun ishlatilgan. , haydovchi ultratovushli nozullar va ultra nozik fokusli optik birikmalar. Shuningdek, u atomlar miqyosidagi tasvirlarni hal qilish uchun ishlatiladigan zond mikroskoplarini skanerlash uchun asos bo'lib xizmat qiladi. Piezoelektr, shuningdek, elektron kuchaytirilgan gitara uchun pikaplarda va zamonaviy elektron barabanlar uchun triggerlarda ham qo'llaniladi.
Pyezoelektrik kundalik foydalanishda ham uchraydi, masalan, pishirish va isitish moslamalarida, mash'alalarda, sigaret chiroqlarida gazni yoqish uchun uchqun hosil qilish va piroelektrik effekt, ya'ni material harorat o'zgarishiga javoban elektr potentsialini hosil qiladi. Bu ta'sir 18-asrning o'rtalarida Karl Linney va Frants Aepinus tomonidan o'rganilgan, ular Rene Hauy va Antuan Sezar Bekkerelning bilimlariga asoslanib, mexanik kuchlanish va elektr zaryadlari o'rtasidagi bog'liqlikni ta'kidlagan, ammo ularning tajribalari noaniq bo'lgan.
Shotlandiyadagi Hunterian muzeyidagi Kyuri kompensatoridagi piezo kristalining ko'rinishi aka-uka Per va Jak Kyuri tomonidan to'g'ridan-to'g'ri piezoelektrik effektning namoyishidir. Piroelektrik haqidagi bilimlarini asosiy kristall tuzilmalarni tushunish bilan birlashtirib, piroelektrikni bashorat qilish va kristall harakatini bashorat qilish qobiliyatini keltirib chiqardi. Bu turmalin, kvarts, topaz, qamish shakar va Rochelle tuzi kabi kristallarning ta'siri bilan namoyon bo'ldi. Rochelle tuzidan olingan natriy kaliy tartrat tetrahidrat va kvarts pyezoelektriklikni namoyon qildi va piezoelektrik disk deformatsiyalanganda kuchlanish hosil qiladi, ammo bu Kyuri namoyishida juda bo'rttirilgan.
Qarama-qarshi piezoelektrik effektni bashorat qilish va uning asosiy termodinamik tamoyillardan matematik ayirilishi 1881 yilda Gabriel Lippman tomonidan amalga oshirilgan. Kyurilar teskari effekt mavjudligini darhol tasdiqladilar va elektroelastoelektrik ta'sirning to'liq qaytarilishini miqdoriy isbotini olishdi. piezoelektrik kristallardagi mexanik deformatsiyalar. Bir necha o'n yillar davomida piezoelektrik laboratoriya qiziqishi bo'lib qoldi, toki u Per va Mari Kyuri tomonidan poloniy va radiyni kashf qilishda muhim vositaga aylanib, undan piezoelektrni ko'rsatadigan kristall tuzilmalarni o'rganish va aniqlash uchun foydalandi. Bu Voldemar Voigtning "Lehrbuch der Kristallphysik" (Kristal fizikasi darsligi) nashri bilan yakunlandi, unda piezoelektrga qodir bo'lgan tabiiy kristall sinflari tasvirlangan va tenzor tahlili yordamida piezoelektrik doimiylarni qat'iy aniqlagan.
Piezoelektrik transduserlarning amaliy qo'llanilishi Birinchi jahon urushi paytida sonarning rivojlanishiga olib keldi. Frantsiyada Pol Langevin va uning hamkasblari ultratovushli suv osti detektorini ishlab chiqdilar. Detektor po'lat plitalarga ehtiyotkorlik bilan yopishtirilgan yupqa kvarts kristallaridan tayyorlangan transduser va transduserdan yuqori chastotali impulsni chiqargandan keyin qaytarilgan aks-sadoni aniqlash uchun gidrofondan iborat edi. Ob'ektdan sakrab tushayotgan tovush to'lqinlarining aks-sadosini eshitish uchun zarur bo'lgan vaqtni o'lchab, ular ob'ektning masofasini hisoblashga muvaffaq bo'lishdi. Ushbu sonarni muvaffaqiyatli qilish uchun ular piezoelektrikdan foydalanganlar va loyiha piezoelektrik qurilmalarga qizg'in rivojlanish va qiziqish uyg'otdi.
Rene Xauy va Antuan Sezar Bekkerel
Pyezoelektrik - bu kristallar, keramika va suyak va DNK kabi biologik moddalar kabi ma'lum qattiq materiallar qo'llaniladigan mexanik stressga javoban elektr zaryadini to'plashda yuzaga keladigan elektromexanik hodisa. Pyezoelektrik yunoncha "piezein" so'zlaridan olingan bo'lib, "siqish yoki bosish" va "elektron" - "qahrabo" degan ma'noni anglatadi, elektr zaryadining qadimgi manbai.
Piezoelektrik effekt inversiya simmetriyasiga ega kristall materiallardagi mexanik va elektr holatlar o'rtasidagi chiziqli elektromexanik o'zaro ta'sir natijasida yuzaga keladi. Bu ta'sir teskari bo'ladi, ya'ni piezoelektrik effektni ko'rsatadigan materiallar teskari piezoelektrik effektni yoki qo'llaniladigan elektr maydoni natijasida mexanik kuchlanishning ichki hosil bo'lishini ham ko'rsatadi. Misol uchun, qo'rg'oshin zirkonat titanat kristallari, ularning statik tuzilishi asl o'lchamidan deformatsiyalanganda o'lchanadigan piezoelektr hosil qiladi. Aksincha, tashqi elektr maydoni qo'llanilganda kristallar o'zlarining statik o'lchamlarini o'zgartirishi mumkin, natijada teskari piezoelektrik effekt va ultratovush to'lqinlari hosil bo'ladi.
Frantsuz fiziklari Per va Jak Kyuri 1880 yilda piezoelektrik effektni kashf etdilar. Bu effekt turli xil foydali dasturlarda, jumladan tovushni ishlab chiqarish va aniqlashda, piezoelektrik inkjet bosib chiqarishda, yuqori kuchlanishli elektr energiyasini ishlab chiqarishda, soat generatorlari va elektron qurilmalarda foydalanilgan. mikrobalanslar, haydovchi ultratovushli nozullar va ultra nozik fokusli optik birikmalar kabi. Shuningdek, u atomlar miqyosidagi tasvirlarni echishga qodir bo'lgan skanerlovchi probli mikroskoplarning asosini tashkil qiladi. Piezoelektr, shuningdek, elektron kuchaytirilgan gitaralar uchun pikaplarda va zamonaviy elektron barabanlar uchun triggerlarda ham qo'llaniladi.
Pyezoelektrik effekt birinchi marta 18-asr o'rtalarida Karl Linney va Frants Aepinus tomonidan mexanik kuchlanish va elektr zaryadi o'rtasidagi bog'liqlikni ko'rsatgan Rene Hauy va Antuan Sezar Bekkerelning bilimlariga asoslanib o'rganilgan. Biroq, tajribalar natijasiz chiqdi. Piroelektrik bilimlar va kristall tuzilmalarni tushunish bilan birgalikda bu piroelektrikni bashorat qilish va kristall harakatlarini bashorat qilish qobiliyatini keltirib chiqardi. Bu turmalin, kvarts, topaz, qamish shakar va Rochelle tuzi kabi kristallarning ta'sirida namoyon bo'ldi. Natriy kaliy tartrat tetrahidrat va kvarts ham piezoelektriklikni namoyish etdi va deformatsiyalanganda kuchlanish hosil qilish uchun piezoelektrik disk ishlatilgan. Bu ta'sir Kyurilarning Shotlandiya muzeyida o'tkazilgan namoyishida juda bo'rttirilgan edi, bu to'g'ridan-to'g'ri piezoelektrik effektni ko'rsatdi.
Aka-uka Per va Jak Kyuri piezoelektrik kristallardagi elektro-elasto-mexanik deformatsiyalarning to'liq qaytarilishining miqdoriy isbotini olishga kirishdilar. Bir necha o'n yillar davomida piezoelektrik laboratoriya qiziqishi bo'lib qoldi, toki u Per va Mari Kyuri tomonidan poloniy va radiyni ochishda muhim vositaga aylandi. Ushbu ish pyezoelektriklikni namoyish qiluvchi kristall tuzilmalarni o'rganib chiqdi va aniqladi, bu esa Voldemar Voigtning Lehrbuch der Kristallphysik (Kristal fizikasi darsligi) nashri bilan yakunlandi.
Kyurilar teskari effekt mavjudligini darhol tasdiqladilar va teskari effektning asosiy termodinamik tamoyillarini matematik tarzda chiqarishga kirishdilar. Buni 1881-yilda Gabriel Lippman amalga oshirgan. Keyin Birinchi jahon urushi paytida pyezoelektrik sonarni yaratish uchun ishlatilgan. Frantsiyada Pol Langevin va uning hamkasblari ultratovushli suv osti detektorini ishlab chiqdilar. Ushbu detektor po'lat plitalarga ehtiyotkorlik bilan yopishtirilgan yupqa kvarts kristallaridan tayyorlangan transduser va qaytarilgan aks-sadoni aniqlash uchun gidrofondan iborat edi. Transduserdan yuqori chastotali impuls chiqarish va ob'ektdan sakragan tovush to'lqinlarining aks-sadosini eshitish uchun zarur bo'lgan vaqtni o'lchash orqali ular ob'ektgacha bo'lgan masofani hisoblashlari mumkin edi.
Piezoelektrik kristallardan foydalanish Ikkinchi jahon urushidan keyin Bell Telefon Laboratoriyalari tomonidan yanada rivojlantirildi. Frederik R. Lak, radiotelefoniya muhandisligi bo'limida ishlagan, keng harorat oralig'ida ishlay oladigan kesilgan kristallni ishlab chiqdi. Lack kristali oldingi kristallarning og'ir aksessuarlariga muhtoj emas edi, bu esa uni samolyotlarda ishlatishni osonlashtirdi. Ushbu rivojlanish ittifoqdosh havo kuchlariga aviatsiya radiosidan foydalangan holda muvofiqlashtirilgan ommaviy hujumlarni amalga oshirishga imkon berdi. Qo'shma Shtatlarda piezoelektrik qurilmalar va materiallarning rivojlanishi kompaniyalarni bu sohada urush davrining boshlanishini va ishlab chiqilgan yangi materiallar uchun foydali patentlarni ta'minlashga qiziqishlarini davom ettirdi. Kvarts kristallari tijorat maqsadlarida piezoelektrik material sifatida ishlatilgan va olimlar yuqori samarali materiallarni qidirishgan. Materiallardagi yutuqlarga va ishlab chiqarish jarayonlarining etukligiga qaramay, Qo'shma Shtatlar
Gabriel Lippmann
Piezoelektrik - bu elektromexanik hodisa bo'lib, unda elektr zaryadi kristallar, keramika va suyak va DNK kabi biologik moddalar kabi ma'lum qattiq materiallarda to'planadi. Bu inversiya simmetriyasi bo'lgan materiallardagi mexanik va elektr holatlar o'rtasidagi o'zaro ta'sir natijasidir. Pyezoelektrik birinchi marta 1880 yilda frantsuz fiziklari Per va Jak Kyuri tomonidan kashf etilgan.
Pyezoelektrik turli xil foydali ilovalar uchun, jumladan, tovushni ishlab chiqarish va aniqlash, piezoelektrik inkjet bosib chiqarish va yuqori kuchlanishli elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun ishlatilgan. Piezoelektrik yunoncha "siqish yoki bosish" degan ma'noni bildiruvchi "piezeyn" (piezein) va "amber" degan ma'noni bildiruvchi "elektron" (ēlektron) so'zlaridan kelib chiqqan bo'lib, qadimgi elektr zaryad manbai.
Pyezoelektrik ta'sir teskari bo'lib, ya'ni piezoelektriklikni ko'rsatadigan materiallar teskari piezoelektrik effektni ham namoyon qiladi, bunda mexanik kuchlanishning ichki hosil bo'lishi elektr maydonini qo'llash natijasida yuzaga keladi. Misol uchun, qo'rg'oshin zirkonat titanat kristallari, ularning statik tuzilishi asl o'lchamidan deformatsiyalanganda o'lchanadigan piezoelektr hosil qiladi. Aksincha, kristallar tashqi elektr maydon qo'llanilganda o'zlarining statik o'lchamlarini o'zgartirishi mumkin, bu jarayon teskari piezoelektrik effekt deb ataladi. Ushbu jarayon ultratovush to'lqinlarini ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin.
Pyezoelektrik effekt 18-asrning oʻrtalarida Karl Linney va Frants Epinus Rene Xauy va Antuan Sezar Bekkerelning bilimlariga tayanib, mexanik kuchlanish va elektr zaryadi oʻrtasidagi bogʻliqlikni taʼkidlaganlarida oʻrganila boshlandi. Biroq, tajribalar natijasiz chiqdi. Piroelektrik to'g'risidagi umumiy bilim va kristall tuzilmalarni tushunish piroelektrikni bashorat qilishga sabab bo'lgunga qadar tadqiqotchilar kristallarning harakatini bashorat qila olishdi. Bu turmalin, kvarts, topaz, qamish shakar va Rochelle tuzi kabi kristallarning ta'siri bilan namoyon bo'ldi.
Gabriel Lippman 1881 yilda teskari piezoelektrik effektning asosiy termodinamik tamoyillarini matematik tarzda chiqardi. Kyuri zudlik bilan qarama-qarshi effekt mavjudligini tasdiqladi va piezoelektrik kristallardagi elektro-elasto-mexanik deformatsiyalarning to'liq qaytarilishining miqdoriy isbotini olishga kirishdi.
O'nlab yillar davomida piezoelektrik laboratoriyada qiziquvchan bo'lib qoldi, u Per va Mari Kyuri tomonidan poloniy va radiyni ochishda muhim vositaga aylandi. Ularning pyezoelektrni ko'rsatadigan kristall tuzilmalarni o'rganish va aniqlash bo'yicha ishlari Voldemar Voigtning Lehrbuch der Kristallphysik (Kristal fizikasi darsligi) nashri bilan yakunlandi. Bu piezoelektrga qodir bo'lgan tabiiy kristall sinflarini tasvirlab berdi va tensor tahlili bilan piezoelektrik konstantalarni qat'iy aniqladi.
Pyezoelektrik qurilmalarning amaliy qo'llanilishi Birinchi jahon urushi davrida sonarning rivojlanishi bilan boshlandi. Pol Langevin va uning hamkasblari ultratovushli suv osti detektorini ishlab chiqdilar. Ushbu detektor po'lat plitalarga ehtiyotkorlik bilan yopishtirilgan yupqa kvarts kristallaridan tayyorlangan transduser va qaytarilgan aks-sadoni aniqlash uchun gidrofondan iborat edi. Transduserdan yuqori chastotali impuls chiqarish va ob'ektdan sakrab tushayotgan tovush to'lqinlarining aks-sadosini eshitish uchun zarur bo'lgan vaqtni o'lchash orqali ular ob'ektgacha bo'lgan masofani hisoblay olishdi. Sonar uchun piezoelektrikdan bunday foydalanish muvaffaqiyatli bo'ldi va loyiha piezoelektrik qurilmalarga kuchli qiziqish uyg'otdi. O'nlab yillar davomida yangi piezoelektrik materiallar va ushbu materiallar uchun yangi ilovalar o'rganildi va ishlab chiqildi. Pyezoelektrik qurilmalar turli sohalarda uylarni topdi, ular pleyer dizaynini soddalashtirgan va arzon, aniq plaginlarni saqlashni arzonlashtirgan va qurishni osonlashtirgan keramik fonograf patronlaridan tortib suyuqliklarning yopishqoqligi va elastikligini oson o'lchash imkonini beruvchi ultratovush transduserlarini ishlab chiqishgacha. va qattiq moddalar, natijada materiallarni tadqiq qilishda katta yutuqlarga erishildi. Ultrasonik vaqt domeni reflektometrlari materialga ultratovush impulsini yuboradi va quyma metall va tosh buyumlar ichidagi kamchiliklarni topish uchun aks ettirish va uzilishlarni o'lchaydi, bu esa strukturaning xavfsizligini oshiradi.
Ikkinchi jahon urushidan keyin Amerika Qo'shma Shtatlari, Rossiya va Yaponiyadagi mustaqil tadqiqot guruhlari tabiiy materiallardan o'n baravar yuqori piezoelektrik konstantalarni ko'rsatadigan ferroelektriklar deb nomlangan yangi sintetik materiallar sinfini kashf etdilar. Bu bariy titanat va keyinchalik qo'rg'oshin tsirkonat titanat, muayyan ilovalar uchun o'ziga xos xususiyatlarga ega bo'lgan materiallarni ishlab chiqish bo'yicha qizg'in izlanishlarga olib keldi. Pyezoelektrik kristallardan foydalanishning muhim namunasi ishlab chiqildi
Voldemar Voigt
Piezoelektrik - bu elektromexanik hodisa bo'lib, unda elektr zaryadi kristallar, keramika va suyak va DNK kabi biologik moddalar kabi ma'lum qattiq materiallarda to'planadi. Ushbu zaryad qo'llaniladigan mexanik stressga javoban hosil bo'ladi. Pyezoelektrik so'zi yunoncha "piezein" so'zlaridan kelib chiqqan bo'lib, "siqish yoki bosish" degan ma'noni anglatadi va "elektron" - "qahrabo" degan ma'noni anglatadi, elektr zaryadining qadimgi manbai.
Pyezoelektrik effekt inversiya simmetriyasiga ega bo'lgan kristall materiallarning mexanik va elektr holatlari o'rtasidagi chiziqli elektromexanik o'zaro ta'sir natijasida yuzaga keladi. Bu ta'sir teskari bo'ladi, ya'ni piezoelektriklikni ko'rsatadigan materiallar teskari piezoelektrik ta'sir ko'rsatadi, bu erda mexanik kuchlanishning ichki hosil bo'lishi qo'llaniladigan elektr maydonidan kelib chiqadi. Misol uchun, qo'rg'oshin zirkonat titanat kristallari, ularning statik tuzilishi asl o'lchamidan deformatsiyalanganda o'lchanadigan piezoelektr hosil qiladi. Aksincha, kristallar tashqi elektr maydoni qo'llanilganda o'zlarining statik o'lchamlarini o'zgartirishi mumkin, bu ultratovush to'lqinlarini ishlab chiqarishda qo'llaniladigan teskari piezoelektrik effekt deb nomlanuvchi hodisa.
Frantsuz fiziklari Per va Jak Kyuri 1880 yilda piezoelektrni kashf etdilar. O'shandan beri piezoelektrik effekt turli xil foydali dasturlarda, jumladan tovushni ishlab chiqarish va aniqlashda, piezoelektrik inkjet bosib chiqarishda, yuqori kuchlanishli elektr energiyasini ishlab chiqarishda, soat generatorlari va elektron qurilmalarda foydalanildi. mikrobalanslar va optik birikmalarning ultra nozik fokuslanishi uchun ultratovushli nozullar kabi. Shuningdek, u atomlar miqyosidagi tasvirlarni hal qila oladigan skanerlovchi probli mikroskoplarning asosini tashkil qiladi. Bundan tashqari, elektron kuchaytirilgan gitaralardagi pikaplar va zamonaviy elektron barabanlardagi triggerlar piezoelektrik effektdan foydalanadi.
Piezoelektr, shuningdek, pishirish va isitish moslamalarida, mash'alalarda, sigaret chiroqlarida va boshqalarda gazni yoqish uchun uchqun hosil qilishda kundalik foydalanishni topadi. Haroratning o'zgarishiga javoban material elektr potentsialini yaratadigan piroelektrik effektni 18-asr o'rtalarida Karl Linney va Frants Aepinus Rene Xauy va Antuan Sezar Bekkerel bilimlariga tayangan holda o'rganib chiqdilar. stress va elektr zaryadi. Ushbu munosabatlarni isbotlash uchun tajribalar noaniq bo'ldi.
Shotlandiyadagi Hunterian muzeyidagi Kyuri kompensatoridagi piezo kristalining ko'rinishi aka-uka Per va Jak Kyuri tomonidan to'g'ridan-to'g'ri piezoelektrik effektning namoyishidir. Piroelektrik haqidagi bilimlarini asosiy kristall tuzilmalarni tushunish bilan birlashtirib turmalin, kvarts, topaz, qamish shakar va Rochelle tuzi kabi kristallarning ta'sirida namoyon bo'lgan kristallarning harakatini bashorat qilish imkonini beruvchi piroelektrikni bashorat qilish imkonini berdi. . Natriy va kaliy tartrat tetrahidrat va kvarts ham piezoelektriklikni namoyon qildi va deformatsiyalanganda kuchlanish hosil qilish uchun piezoelektrik disk ishlatilgan. Shaklning bu o'zgarishi Kyuri namoyishida juda bo'rttirilgan edi va ular teskari piezoelektrik effektni bashorat qilishdi. Teskari effekt 1881 yilda Gabriel Lippman tomonidan asosiy termodinamik tamoyillardan matematik tarzda chiqarilgan.
Kyuri zudlik bilan qarama-qarshi effekt mavjudligini tasdiqladi va piezoelektrik kristallardagi elektro-elasto-mexanik deformatsiyalarning to'liq qaytarilishining miqdoriy isbotini olishga kirishdi. Keyingi o'n yilliklarda piezoelektrik laboratoriya qiziqishi bo'lib qoldi, toki u Per Mari Kyuri tomonidan poloniy va radiyni kashf qilishda muhim vosita bo'lib, undan piezoelektrni ko'rsatadigan kristall tuzilmalarni o'rganish va aniqlash uchun foydalandi. Bu Voldemar Voigtning "Lehrbuch der Kristallphysik" (Kristal fizikasi darsligi) nashri bilan yakunlandi, unda piezoelektrga qodir bo'lgan tabiiy kristall sinflari tasvirlangan va tenzor tahlili yordamida piezoelektrik doimiylarni qat'iy aniqlagan.
Bu Birinchi jahon urushi davrida ishlab chiqilgan sonar kabi piezoelektrik qurilmalarning amaliy qo'llanilishiga olib keldi. Frantsiyada Pol Langevin va uning hamkasblari ultratovushli suv osti detektorini ishlab chiqdilar. Ushbu detektor po'lat plitalarga ehtiyotkorlik bilan yopishtirilgan yupqa kvarts kristallaridan tayyorlangan transduser va transduserdan yuqori chastotali impulsni chiqargandan keyin qaytarilgan aks-sadoni aniqlash uchun gidrofondan iborat edi. Ob'ektdan sakrab tushayotgan tovush to'lqinlarining aks-sadosini eshitish uchun zarur bo'lgan vaqtni o'lchash orqali ular ob'ektgacha bo'lgan masofani hisoblashlari mumkin edi. Ushbu sonarni muvaffaqiyatli qilish uchun ular piezoelektrdan foydalanganlar va loyiha qizg'in rivojlanish va qiziqish uyg'otdi.
Muhim munosabatlar
- Piezoelektrik aktuatorlar: Piezoelektrik aktuatorlar elektr energiyasini mexanik harakatga aylantiradigan qurilmalardir. Ular odatda robototexnika, tibbiy asboblar va aniq harakatni boshqarish zarur bo'lgan boshqa ilovalarda qo'llaniladi.
- Piezoelektrik sensorlar: Piezoelektrik sensorlar bosim, tezlashtirish va tebranish kabi jismoniy parametrlarni o'lchash uchun ishlatiladi. Ular ko'pincha sanoat va tibbiy dasturlarda, shuningdek, maishiy elektronikada qo'llaniladi.
- Tabiatdagi piezoelektrik: Piezoelektrik ma'lum materiallarda tabiiy ravishda yuzaga keladigan hodisa bo'lib, ko'plab tirik organizmlarda mavjud. U ba'zi organizmlar tomonidan atrof-muhitni his qilish va boshqa organizmlar bilan aloqa qilish uchun ishlatiladi.
Xulosa
Piezoelektrik - bu sonardan tortib fonograf kartrijlarigacha bo'lgan turli xil ilovalarda qo'llanilgan ajoyib hodisa. U 1800-yillarning o'rtalaridan boshlab o'rganilib kelinmoqda va zamonaviy texnologiyalarni rivojlantirishda katta samara berdi. Ushbu blog posti piezoelektrning tarixi va qo'llanilishini o'rganib chiqdi va bu hodisaning zamonaviy texnologiyalarni rivojlantirishdagi ahamiyatini ta'kidladi. Piezoelektrik haqida ko'proq ma'lumotga ega bo'lishni istaganlar uchun bu post ajoyib boshlanish nuqtasidir.
Men Joost Nusselder, Neaera asoschisi va kontent sotuvchisi, otam va ishtiyoqimning markazida gitara bilan yangi jihozlarni sinab ko'rishni yaxshi ko'raman va jamoam bilan birga 2020 yildan beri chuqur blog maqolalarini yarataman. ovoz yozish va gitara maslahatlari bilan sodiq o'quvchilarga yordam berish.
