Pentru a genera vibrații ultrasonice, se utilizează un efect piezoelectric, esența căruia este după cum urmează.
O particulă de materie conținând doi ioni diferiți localizați la o anumită distanță unul de celălalt este desemnat ca un dipol electric caracterizat printr-un moment dipol; acesta din urmă este egal cu produsul de mărimea încărcăturii prin distanța dintre încărcături.
Dacă momentul dipolului este zero, atunci nu există nici un dipol.
Există organisme care, în starea lor obișnuită, nu au polarizare, ci o dobândesc sub presiune sau compresiune mecanică. Acest fenomen a fost numit și efectul piezoelectric. Prefixul "piezo" în greacă înseamnă "zdrobi". În consecință, piezoelectricitatea este generată de electricitate ca urmare a presiunii.
Tăietura placă într-un anumit fel în raport cu axele de cristal de cuarț sau alte materiale având proprietăți piezoelectrice, caracterizat prin aceea că pe placa opusă, spre deosebire se confruntă cu sarcini electrice în timpul compresiei lua naștere. În cazul în care placa este întinsă, acesta va apărea, de asemenea, sarcini electrice, dar semnele lor sunt inversate celor din timpul compresiei. Alternativ de deschidere și de închidere placa poate duce la apariția fețele sale opuse ale sarcini opuse. Dacă placa piezoelectric plan metalizată conectat la sursa de curent alternativ, sincron cu modificarea grosimii plăcii se va schimba polaritatea. este mai gros, apoi mai subțire. Acest fenomen se numește efect piezoelectric invers [3].
P. Langevin în 1917 excitat cu ajutorul unui câmp electromagnetic de înaltă frecvență oscilații elastice forțate în plăci de cuarț. Dacă placa este plasată într-un lichid, atunci când placa este îngroșată, fețele sale, care se mișcă ca un piston al unui motor cu abur, vor exercita o presiune asupra lichidului. Când placa este comprimată, dimpotrivă, se formează un vid lângă suprafața sa. Cu modificări repetate ale formei plăcii în mediul elastic din jur, apar secțiuni alternante de compresie și de rărire; când se propagă de pe suprafața plăcii, apare un proces de undă [3, 22].
Schimbarea grosimii plăcii de cuarț este foarte mică: aplicarea unei tensiuni de înaltă frecvență de 1000 W va schimba grosimea plăcii cu numai 20 μm. Amplitudinea oscilațiilor unei plăci piezoelectrice poate fi mărită prin excitarea acesteia la frecvența rezonantă a oscilațiilor mecanice naturale. Pentru aceasta, placa este conectată la o sursă de curent alternativ cu o frecvență de rezonanță. Atunci când frecvența oscilațiilor externe coincide cu frecvența oscilațiilor naturale ale sistemului, acest fenomen se numește rezonanță. În acele cazuri în care corpul este forțat să oscileze la o frecvență rezonantă, intervalul oscilațiilor sale devine deosebit de mare. Anterior, pentru a obține efectul piezoelectric s-a folosit un cristal de cuarț, dar deoarece este necesară o tensiune ridicată pentru a-l excita, în prezent se folosesc diferite piezoceramice. Neajunsul său este acela că proprietățile sale încep să se schimbe la 120-130 ° C. Tensiunea de înaltă frecvență necesară pentru excitarea capului radiant piezoelectric este asigurată de un generator special [3,23].
Chiar și în absența unui câmp electric extern, feroelectricile sunt împărțite în domenii - regiuni microscopice de polarizare spontană care posedă un moment electric. Atunci când sunt polarizate într-un câmp extern, domeniile sunt orientate în direcția sa, ceea ce determină o valoare ridicată a constantei dielectrice. La temperatura Curie, mișcarea termică distruge domeniile și proprietățile feroelectrice dispar.
Există două tipuri de feroelectrice: cristale unice (cuarț, sare Rochelle, niobat de litiu) și policristale polarizate (piezoceramice). Majoritatea compozițiilor piezoceramice se bazează pe compuși chimici de tipul AB03, compușii AB206 (de exemplu, PbNb206) având o temperatură ridicată Curie (570) prezintă interes.
Piezoceramica este realizată prin presare la cald sau prin turnare prin injecție, polarizarea fiind efectuată atunci când este încălzită în câmpuri de intensitate de 0,5-3 kV / mm.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: