Hvilke materialer er brukt i Piezo Elektrisitet?

I 1880, Pierre og Jacques Curie utført et enkelt eksperiment ved hjelp av aluminiumsfolie, wire, lim, magneter og en gullsmed så. Resultatet var oppdagelsen av piezoelektrisk energi, eller produksjon av elektrisitet ved å plassere spesielt forberedt materialer under mekanisk stress. To primære typer materialer kan anvendes til å generere energi piezoelektriske: keramikk og krystaller.

keramikk

Keramikk som har potensial til å generere piezoelektrisk energi er sammensatt av perovskitt krystaller. Hver perovskitt krystall inneholder en liten metallion typisk laget av titan eller zirkonium. Denne lille ion er vanligvis omgitt av et større nettverk av ioner typisk sammensatt av barium eller bly; de også inneholde oksygenioner. Disse keramikk er laget ved å kombinere de nødvendige metallioner i pulverform. Pulverne oppvarmes inntil de oppretter en konstant kraft, og deretter formet til den nødvendige form. Under oppvarmingsprosessen, danner pulveret en krystallinsk mønster som det blir mer tett. Oppvarmingen av disse pulverblandinger kan også den substans som blir polarisert som dipolart bevegelse finner sted. Når strekk påføres i samme eller motsatt retning av det keramiske sin polarisasjon, blir energi som skapes.

Hard vs. Myke Keramikk

Keramikk er enten harde eller myke natur. Myke keramikk typisk inneholde elektro koblinger som er større enn normalt. De besitter også stor dielektrisk og piezoelektriske konstanter. På grunn av sin delikate sammensetning, er myke keramikk lettere ødelagt av enten å miste sin polarisering eller deres struktur. Som et resultat, kan myke keramikk ikke håndtere høye nivåer av energitilførsel og er ofte ikke egnet for høye energiproduksjon.

Harde keramikk, på den annen side, virker på en motsatt måte. De har høyere smeltepunkter og mindre piezoelektriske konstanter. På grunn av sin sammensetning, harde keramikk er ofte vanskeligere å polarisere eller dekonstruere. De er ideelle for bruk med høye nivåer av energi innspill og generasjon.

krystaller

Krystaller kan også brukes til å generere piezo-elektrisk energi. Flere forskjellige typer har denne eiendommen, herunder kvarts, aluminiumortofosfatet eller berlinite, gallium ortofosfat og tourmaline. Krystaller blir brukt i etableringen av piezo-elektrisk energi ved å bli utsatt for ekstremt mekanisk trykk. For eksempel, når trykket er påført på en kvartskrystall, oppstår elektrisk polarisasjon langs det område hvor trykket er påført. Mens kvarts og turmalin kan forekomme naturlig, må begge aluminiumortofosfat og gallium-ortofosfat gjøres i et laboratorium ved å tilsette natriumfosfat til grunnmaterialet.