Пьезоэлектрдик пироэлектрдик жана ферроэлектрдиктин негизги айырмасы пьезоэлектрдик эффект материалга тышкы стресстин колдонулушуна жооп катары беттик заряддын пайда болушунда, бирок пироэлектрдик эффект - бул материалдын спонтандык поляризациясынын өзгөрүшү. температуранын өзгөрүшүнө жооп катары материал. Ал эми ферроэлектрдик эффект бул стихиялык поляризациянын өзгөрүшүнө жооп катары беттик заряддын өзгөрүшү.
Пьезоэлектрдик, пироэлектрдик жана ферроэлектрдик - биз катуу материалдардын электрдик касиеттерин сүрөттөө үчүн колдонгон үч термин. Бул үч эффект башка касиеттерине киргизилген өзгөртүүлөрдүн негизинде көрсөткөн жоопторуна жараша бири-биринен айырмаланат.
Пьезоэлектрик деген эмне?
Пьезоэлектрдик бул материалдар механикалык стрессти колдонууда электр зарядын топтой турган кээ бир катуу материалдардын касиетин билдирет. Башка сөз менен айтканда, бул басым жана жашыруун жылуулук натыйжасында электр билдирет. Бул термин грек тилинен келип чыккан, мында пьезин кысуу же басуу дегенди билдирет, ал эми электрон янтарь (электр зарядынын алгачкы булагы) дегенди билдирет. Бул касиет пьезоэлектрдик деп аталат жана бул касиетти көрсөткөн материалдарга кристаллдар, айрым керамика жана сөөктөр, ДНК жана ар кандай белоктор сыяктуу биологиялык заттар кирет.
Эреже катары, пьезоэлектрдик эффект инверсия симметриясы жок кристаллдык материалдарда механикалык жана электрдик абалдардын ортосундагы сызыктуу электромеханикалык өз ара аракеттенүүгө алып келиши мүмкүн. Мындан тышкары, бул эффект кайра кайтарылат, анткени пьезоэлектрдик эффектти көрсөтө алган материалдар да эффекттин тескерисин көрсөтө алат (бул колдонулган электр талаасынан келген механикалык штаммдын жаралышы).
01-сүрөт: Деформация учурунда пьезоэлектрдик диск аркылуу чыңалуу түзүү
Пьезоэлектрдик эффекттин табияты катуу заттардагы электрдик диполь моментине окшош. Кристаллографиялык бирдик клетканын көлөмүнө диполь моменттерин жыйынтыктоо менен диполь тыгыздыгын же поляризацияны оңой эсептей алабыз. Адатта, кошуна диполдор Weiss домендери деп аталган аймактарда тегиздешет. Бул тегиздөө процесси жогорку температурада материалдарга күчтүү электр талаасы колдонулган поллинг деп аталат. Бирок, бардык пьезоэлектрдик материалдарды уюлга коюуга болбойт.
Пироэлектрик деген эмне?
Пироэлектрик дегенди билдирет, кээ бир кристаллдардын касиети табигый электрдик поляризациядан улам чоң электр талаасына ээ. Башка сөз менен айтканда, бул кээ бир катуу заттардын ысытуу же муздатуу учурунда убактылуу чыңалууну пайда кылуу жөндөмдүүлүгү. Бул термин грек маанисинен келип чыккан; pyr "от" жана "электр" дегенди билдирет. Температура шарттарынын өзгөрүшү кристаллдык түзүлүштөгү атомдордун абалын бир аз өзгөртө алат жана материалдын поляризациясын өзгөртөт. Поляризациянын бул өзгөрүшү кристаллдагы чыңалууга алып келиши мүмкүн. Бирок, акырындык менен курулган пьезоэлектрдик талаа токтун агып кетишинен улам жок болот. Бул агып кетүү кристалл аркылуу электрондордун кыймылынан, иондордун аба аркылуу жылышынан жана кристалл аркылуу бекитилген вольтметрден агып өткөн токтун натыйжасында пайда болот.
02-сүрөт: Пироэлектрдик сенсор
Пироэлектрдик эффект кинетикалык энергиянын маанисин түзбөгөн электрдик жана жылуулук энергиясынын абалынан улам пайда болот. Ал эми, пьезоэлектрдик эффект кинетикалык энергиянын жана жылуулукту чыгарбаган электр энергиясынын эсебинен пайда болот. Пироэлектрдик материалдар катуу жана кристаллдар. Бирок электреттердин жардамы менен жасалган жумшак материалдар да болушу мүмкүн.
Ферроэлектр деген эмне?
Ферроэлектрдик тышкы электр талаасын колдонуу аркылуу кайра кайтарылуучу өзүнөн-өзү электрдик поляризацияга ээ болгон белгилүү бир материалдардын касиетин билдирет. Адатта, бардык ферроэлектрдик материалдар пироэлектрдик болуп саналат, бирок ал кайра табигый электрдик поляризациянын кошумча касиетине ээ. Ферроэлектро термини ферромагнетизмден келип чыккан, ал ферроэлектрдик энергия ачылганга чейин ачылган.
Материалдын бул түрү конденсаторлорду жасоодо пайдалуу, анткени алардын сызыктуу эмес мүнөзү. Эреже катары, бул конденсаторлор ферроэлектрдик материалдын катмарын бириктирген жуп электроддорду камтыйт. Мындан тышкары, ферроэлектрдик материалдардын стихиялуу поляризациясы гистерезис эффектин билдирет, анда биз аны эс тутумунда колдоно алабыз. Мындан тышкары, ферроэлектрдик конденсаторлор ферроэлектрдик оперативдүү эстутум жасоодо пайдалуу.
Пьезоэлектрдик пироэлектрдик жана ферроэлектрдиктин ортосунда кандай айырма бар?
Пьезоэлектрдик, пироэлектрдик жана ферроэлектрдик эффект терминдери катуу материалдардын электрдик касиеттерин билдирет. Пьезоэлектрдик пироэлектрдик жана ферроэлектрдик ортосундагы негизги айырма пьезоэлектрдик эффект материалга тышкы стресстин колдонулушуна жооп катары беттик заряддын жаралышы болуп саналат. Ошол эле учурда, пироэлектрдик эффект температуранын өзгөрүшүнө жооп катары материалдын өзүнөн-өзү поляризациясынын өзгөрүшү. Ал эми ферроэлектрдик эффект бул беттик заряддын өзгөрүшүнө алып келген стихиялык поляризациянын өзгөрүшү.
Төмөнкү инфографикада пьезоэлектрдик пироэлектрдик жана ферроэлектрдик таблица түрүндөгү айырмачылыктар жанаша салыштыруу үчүн берилген.
Кыскача маалымат – Пьезоэлектрдик vs Пироэлектрик менен Ферроэлектрдик
Пьезоэффект материалга сырткы стресстин таасири астында беттик заряддын пайда болушу, ал эми пироэлектрдик эффект температуранын өзгөрүшүнө жооп катары материалдын спонтандык поляризациясынын өзгөрүшү. Ферроэлектрдик эффект – бул спонтандык поляризациянын өзгөрүшүнө жооп катары беттик заряддын өзгөрүшү. Ошентип, бул пьезоэлектрдик пироэлектрдик жана ферроэлектрдиктин ортосундагы негизги айырма.
