Effet piézoélectrique et son principe
Le principe de l'effet piézoélectrique repose sur le fait que l'application d'une pression à un matériau piézoélectrique génère une différence de potentiel électrique (effet piézoélectrique direct). Inversement, l'application d'une tension électrique produit une contrainte mécanique (effet piézoélectrique inverse). En d'autres termes, les céramiques piézoélectriques ont la capacité de convertir l'énergie mécanique en énergie électrique et vice versa, créant ainsi une relation réciproque fascinante.
Effet piézoélectrique direct
Lorsqu'un matériau piézoélectrique est soumis à une force extérieure de direction fixe, une polarisation interne se produit, générant simultanément des surfaces chargées de manière opposée. Dès la suppression de la force extérieure, le matériau retrouve son état neutre. Modifier la direction de la force appliquée inverse la polarité des charges. La quantité de charge générée est directement proportionnelle à l'intensité de la force appliquée. Ce phénomène est connu sous le nom d'effet piézoélectrique direct. La plupart des capteurs piézoélectriques sont fabriqués en exploitant cet effet.
Effet piézoélectrique inverse
Lorsqu'un champ électrique est appliqué à un matériau piézoélectrique, une déformation mécanique se produit dans des directions spécifiques, l'amplitude de cette déformation étant proportionnelle à l'intensité du champ électrique externe. Ce phénomène est appelé effet piézoélectrique inverse. Les dispositifs fabriqués grâce à cet effet trouvent des applications en ingénierie ultrasonore et dans le domaine des micromouvements.
I. Structure de base et principe de fonctionnement des céramiques piézoélectriques tubulaires
Les céramiques piézoélectriques tubulaires sont des composants tubulaires fabriqués à partir de matériaux céramiques piézoélectriques. Leur structure principale comprend un corps tubulaire en céramique, une électrode externe et une électrode interne. Les électrodes externe et interne sont positionnées respectivement près des surfaces externe et interne du corps tubulaire, en maintenant un écart précis entre elles.
Sous l'influence d'un champ électrique, les différences de champ électrique induites par les électrodes externe et interne provoquent une déformation par compression et une distorsion du corps tubulaire en céramique. Par conséquent, les céramiques piézoélectriques tubulaires présentent des propriétés piézoélectriques et de couplage, ce qui les rend utilisables dans des domaines tels que les capteurs ultrasonores, les filtres acoustiques, les générateurs acoustiques et les communications sans fil.
II. Direction de vibration des céramiques piézoélectriques tubulaires
La direction de vibration des céramiques piézoélectriques tubulaires est un paramètre crucial qui nécessite une attention particulière et une résolution précise lors de la conception, de la fabrication et de l'application. Cette direction est généralement définie par la polarité des électrodes et les exigences spécifiques de l'application. Lors de la conception et de la fabrication, la polarité des électrodes et la direction de vibration doivent être déterminées en fonction de l'application prévue et des caractéristiques de fonctionnement.
En règle générale, la direction de vibration des céramiques piézoélectriques tubulaires doit être perpendiculaire à la direction piézoélectrique du matériau. Ainsi, lorsqu'un champ électrique est appliqué à la céramique piézoélectrique tubulaire, sa direction de vibration est perpendiculaire à celle du champ électrique. Cette configuration améliore l'efficacité et la fiabilité des céramiques piézoélectriques tubulaires tout en réduisant leur sensibilité à la température et leur taux de défaillance.
III. Scénarios d'application et caractéristiques opérationnelles des céramiques piézoélectriques tubulaires
Les céramiques piézoélectriques tubulaires présentent des effets piézoélectriques et de couplage, avec les scénarios d'application et les caractéristiques de fonctionnement suivants :
1. Capteurs ultrasoniques
Les céramiques piézoélectriques tubulaires peuvent être intégrées aux capteurs ultrasoniques. En appliquant un champ électrique pour induire des vibrations, elles convertissent les ondes acoustiques en signaux électriques détectables.
2. Filtres à ondes acoustiques
Les céramiques piézoélectriques tubulaires peuvent être utilisées dans les filtres à ondes acoustiques. L'application d'un champ électrique génère des vibrations qui filtrent les signaux de fréquence indésirables.
3. Générateurs d'ondes acoustiques
Les céramiques piézoélectriques tubulaires peuvent être utilisées dans les générateurs d'ondes acoustiques. Sous l'effet d'un champ électrique, elles vibrent pour produire des signaux d'ondes acoustiques à des fréquences spécifiques.
4. Communication sans fil
Les céramiques piézoélectriques tubulaires peuvent être utilisées en communication sans fil. Sous l'effet d'un champ électrique, elles vibrent pour convertir les signaux électriques en signaux d'ondes acoustiques transmissibles.
Norke’La gamme de produits de l'entreprise comprend des matériaux céramiques spécialisés. Ces produits trouvent de nombreuses applications dans divers secteurs industriels de pointe, notamment l'électronique, la mécanique, la chimie, la métallurgie, les énergies nouvelles et les semi-conducteurs.