سرامیک پیزوالکتریک

سرامیک های پیزوالکتریک با اعمال بار و تغییر شکل، بار الکتریکی تولید می کنند. سرامیک های پیزوالکتریک همچنین می توانند نیرو یا تغییر شکل در هنگام اعمال بار الکتریکی ایجاد کنند. تولید بار الکتریکی در کاربردهای سنجش فشار یا بار مفید است. تولید نیرو یا تغییر شکل در میکرو محرک ها، نانومحرک ها یا موتورهای پیزوالکتریک مفید است. 

سرامیک های پیزوالکتریک از مواد فروالکتریک و کوارتز تشکیل شده اند. مواد فروالکتریک شامل تیتانات باریم، تیتانات بیسموت، نیوبات منیزیم سرب، متانیوبات سرب، نیوبات نیکل سرب، تیتانات روی سرب (PZT)، تیتانات سرب-لانتانیم زیرکونات (PLZT) و نیوبیم-سرب زیرکونات تیتانات (PNZT) هستند. پارامترهای مهم برای سرامیک های پیزوالکتریک عبارتند از: ثابت جفت شدن الکترومکانیکی، ثابت اعوجاج یا بار، ثابت دی الکتریک مکانیکی (گذردهی نسبی)، مماس تلفات، مقاومت الکتریکی و دمای کوری. 

تیتانات های باریم و تیتانات های بیسموت انواع متداول سرامیک های پیزوالکتریک هستند ترکیبات باریم-تیتانات اصلاح شده حساسیت ولتاژ بالا را با دماهایی در محدوده -10 درجه سانتیگراد تا 60 درجه سانتیگراد ترکیب می کنند. سرامیک های پیزوالکتریک تیتانات باریم برای هیدروفون ها و سایر دستگاه های دریافت کننده مفید هستند. از این سرامیک های پیزوالکتریک در پروژکتورهای کم مصرف نیز استفاده می شود. تیتانات‌های بیسموت در کاربردهای دمای بالا مانند سنسورهای فشار و شتاب‌سنج‌ها استفاده می‌شوند. تیتانات بیسموت به گروه سرامیک های مبتنی بر ساختار سیلنیت تعلق دارد (Bi 12 MO 2 0 که در آن M=Si، Ge، Ti). 

نیوبات های منیزیم سرب، متانیوبات سرب و نیوبات نیکل سرب در برخی از سرامیک های پیزوالکتریک استفاده می شوند. نیوبات منیزیم سرب یک رفتار الکتریکی یا شل کننده را نشان می دهد که در آن کرنش به طور غیر خطی متفاوت است. این سرامیک‌های پیزوالکتریک در هیدروفون‌ها، محرک‌ها، گیرنده‌ها، پروژکتورها، مبدل‌های سونار و در دستگاه‌های موقعیت‌یابی میکرو استفاده می‌شوند، زیرا خواصی را که معمولاً در انواع دیگر سرامیک‌های پیزوالکتریک وجود ندارد، نشان می‌دهند. نیوبات منیزیم سرب همچنین دارای پیری ناچیز، طیف وسیعی از دمای عملیاتی و ثابت دی الکتریک پایین است. مانند نیوبات منیزیم سرب، نیوبات نیکل سرب ممکن است رفتارهای الکتریکی یا شل کننده را نشان دهد که در آن کرنش به طور غیر خطی متفاوت است.

سرامیک های پیزوالکتریک شامل PZN، PLZT و PNZT هستند. مواد سرامیکی PZN ترکیبات نیوبات سرب اصلاح‌شده با روی هستند که در هنگام ایجاد کرنش غیرخطی، رفتار الکتریکی یا شل‌کننده از خود نشان می‌دهند. مواد سرامیکی پیزوالکتریک شل کننده در طول انتقال از فاز فروالکتریک به فاز پاراالکتریک، ثابت دی الکتریک بالا را در طیف وسیعی از دماها نشان می دهند. سرامیک های پیزوالکتریک PLZT برای کاربردهای با توان متوسط ​​توسعه یافته اند، اما می توانند در کاربردهای اولتراسونیک نیز استفاده شوند. مواد PLZT با افزودن یون های لانتانیم به ترکیب PZT تشکیل می شوند. مواد سرامیکی PNZT با افزودن یون های نیوبیم به ترکیب PZT تشکیل می شوند. مواد سرامیکی PNZT در کاربردهای با حساسیت بالا مانند هیدروفون، صداگیر و بلندگو استفاده می شود.  

سرامیک های پیزوالکتریک شامل کوارتز است که به شکل معدنی معدنی و کوارتز ذوب شده ساخته دست بشر موجود است. کوارتز ذوب شده یک شکل کریستالی و خلوص بالا از سیلیس است که در کاربردهای تخصصی مانند قایق‌های ویفر نیمه‌رسانا، لوله‌های کوره‌ای، ظروف زنگوله‌ای یا کوارتز، بوته‌های مذاب سیلیکونی، مواد با کارایی بالا و محصولات با دمای بالا استفاده می‌شود. سرامیک های پیزوالکتریک مانند کوارتز تک کریستال نیز موجود است.

محصولات و خدمات مرتبط

• الکتروسرامیک

  الکتروسرامیک ها مواد سرامیکی هستند که به طور خاص برای خواص خاص الکتریکی، الکترو مغناطیسی یا نوری فرموله شده اند. آنها شامل سرامیک های دی الکتریک، سرامیک های الکترواستریکتیو، سرامیک های فریت، گارنت ها (فرومغناطیس ها) و سرامیک های پیزوالکتریک هستند.

  منبع: globalspec