سرامیکهای پیزوالکتریک وکاربردهای آن

هستند که کاربردهای وسیعی در صنایع الکترونیک، صنایع مصرفی، پزشکی و صنایع نظامی دارند. کاربرد سنسورهای پیزوالکتریکی در صنایع مختلف از جمله صنایع غذایی، دارویی، لوازم برقی و خودرو در حال پیشرفت است. در زیر گزارشی از کاربرد، مقیاس بازار و مسائل فنی این مواد نقل شده و سپس تحلیلی راجع به وضعیت این تکنولوژی در کشور ارائه شده است:

گزارش فنی اقتصادی (مأخذ: خبرنامة انجمن سرامیک ایران، شمارة 7 ، صفحات 12و13)

پیزوالکتریسیته توسط پیروژاک کوری در سال 1892 کشف گردید و از واژه یونانی Piezin به معنی "فشار" مشتق می­شود. اعمال فشار به برخی کریستال­ها مانند کوارتز یا برخی سرامیک­ها الکتریسیته تولید می­­کند. فشار یا تنش مکانیکی وارد شده به برخی کریستال­ها باعث جابه­جایی دو قطبی­های ایجاد شده و پدید آمدن میدان الکتریکی می­شود. آرایش یون­های مثبت و منفی، تعیین­کننده ایجاد یا عدم ایجاد اثر پیزوالکتریسیته است. به همین دلیل اثر پیزوالکتریسیته یا ایجاد جریان الکتریسیته القایی توسط وارد کردن فشار، در مواد کریستالی ا?نیزوتروپ رخ می­دهد؛ یعنی در آن دسته از کریستال­هایی که مرکز تقارن ندارند. زیرا در کریستال­های متقارن هیچ ترکیبی از تنش­های یکنواخت نمی­تواند سبب جدا شدن بارهای الکتریکی شود

.

 

اگر یک ماده به عنوان مثال یک سرامیک، پیزوالکتریک باشد، وقتی تحت تاثیر فشار قرار می­گیرد در سطح آن بار الکتریکی تولید می­شود؛ یا وقتی در میدان الکتریکی قرار می­گیرد تغییر شکل مکانیکی می­یابد. میزان بار الکتریکی یا تغییر شکل مکانیکی به ترکیب ماده بستگی دارد. در ساختمان این سرامیک­ها موادی نظیر: اکسید سرب، تیتانیا، زیرکونیا و غیره وجود دارند که بسته به نوع کاربرد این مواد با نسبت­های مختلف با هم مخلوط می­شوند. با تغییر ترکیب و ابعاد قطعات می­توان پیزوسرامیک­ها را برای کاربردهای مختلف طراحی کرد.