圧電効果とその原理
圧電効果の原理は、圧電材料に圧力を加えると電位差が生じる（正圧電効果）。逆に、電圧を加えると機械的応力が生じる（逆圧電効果）。つまり、圧電セラミックスは機械的エネルギーを電気エネルギーに変換し、またその逆も行うという、興味深い相互関係を生み出す能力を備えている。.
直接圧電効果
圧電材料が一定方向の外力を受けると、内部分極が発生し、同時に反対方向に帯電した表面が生成されます。外力が除去されると、材料は無電荷状態に戻ります。外力の方向を変えると、電荷の極性も変化します。発生する電荷の量は、外力の大きさに正比例します。この現象は直接圧電効果として知られています。ほとんどの圧電センサーは、この直接圧電効果を利用して製造されています。.
逆圧電効果
圧電材料に電界を印加すると、特定の方向に機械的変形が生じ、その変形量は外部電界の強度に比例します。この現象は逆圧電効果と呼ばれます。逆圧電効果を利用して製造されたデバイスは、超音波工学や微小運動の分野で応用されています。.
I. 管状圧電セラミックスの基本構造と動作原理
管状圧電セラミックスは、圧電セラミック材料から作られた管状の部品です。主な構造は、管状セラミック本体、外側電極、内側電極で構成されています。外側電極と内側電極は、それぞれ管状セラミック本体の外側表面と内側表面の近くに配置されており、両者の間には一定の間隔が保たれています。.
電界の影響下では、外側電極と内側電極によって誘起される異なる電界が、管状セラミック体の圧縮変形と歪みを引き起こします。その結果、管状圧電セラミックスは圧電特性と結合効果を示し、超音波センサー、音響フィルター、音響発生器、無線通信などの分野への応用が可能です。.
II. 管状圧電セラミックスの振動方向
管状圧電セラミックスの振動方向は、設計、製造、そして応用段階において注意と解決を要する重要な問題です。振動方向は通常、電極の極性と特定のアプリケーション要件によって定義されます。設計および製造においては、想定されるアプリケーションと動作特性に基づいて電極の極性と振動方向を決定する必要があります。.
一般的に、管状圧電セラミックスの振動方向は、セラミック材料の圧電方向と垂直である必要があります。これは、管状圧電セラミックスに電界を印加すると、管状セラミックスの振動方向が電界方向と垂直になることを意味します。この配置は、管状圧電セラミックスの効率と信頼性を効果的に向上させると同時に、温度に対する感度と故障率を低減します。.
III. 管状圧電セラミックスの応用シナリオと動作特性
管状の圧電セラミックは圧電効果と結合効果を示し、次のような応用シナリオと動作特性があります。
1. 超音波センサー
管状の圧電セラミックは超音波センサーに組み込むことができます。電界を印加して振動を誘発することで、音波を電気信号に変換し、検出します。.
2. 音響波フィルタ
管状の圧電セラミックは、音響波フィルタに使用できます。電界を印加することで振動を発生させ、不要な周波数信号を除去します。.
3. 音波発生器
管状の圧電セラミックは、音響波発生器に使用できます。電界を印加すると、圧電セラミックは振動し、特定の周波数の音響波信号を生成します。.
4. 無線通信
管状の圧電セラミックスは無線通信に使用できます。電界を印加すると振動し、電気信号を音波信号に変換して伝送します。.
ノルケ’の製品ラインナップには、特殊セラミック材料が含まれています。これらの製品は、電子機器、機械、化学、冶金、新エネルギー、半導体など、様々なハイエンド産業において幅広く使用されています。.