Ero sivun ”Pietsosähköinen ilmiö” versioiden välillä
| [arvioimaton versio] | [arvioimaton versio] |
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
p Botti lisäsi: sv |
Ei muokkausyhteenvetoa |
||
Rivi 1:
'''Pietsösähköilmiössä''' tiettyjen aineiden ominaisuutena on polaroitua sähköisesti eli kiteen vastakkaisten pintojen välille muodostuu sähköinen [[jännite]], kun niihin vaikuttaa mekaaninen jännitys. Tällä ilmiöllä voidaan myös muodostaa mekaanista värähtelyä, kun pietsosähköiseen materiaaliin syötetään vaihtosähköä.
Pietsosähköisyys on anisotrooppista eli esimerkiksi sähköiset, mekaaniset ja sähkömekaaniset ominaisuudet ovat erilaisia eri kideakseleiden suunnissa. Pietsoelementin muodon, koon ja polarisointiakselin suunnan sekä elektrodien sijoittelun valinnoilla saadaan aikaan halutut värähtelymuodot.
Pietsosähköilmiötä voidaan hyödyntää esimerkiksi [[ultraäänihitsaus|ultraäänihitsauksessa]], [[kidemikrofoni|kidemikrofoneissa]], [[paineanturi|paine]]- ja [[värähtelyanturi|värähtelyantureissa]].
Vanhin pietsosähköinen materiaali on [[kvartsi]], joka löytyy luonnosta pietsosähköisenä suurikokoisena kiteenä. Kvartsikiteestä pietsoelementti leikataan sopivan suuntaisena, jotta [[polarisaatioakseli]] saadaan osoittamaan haluttuun suuntaan.
Monikiteisissä ferrosähköisissä materiaaleissa voidaan pietsosähköisyys saada aikaan ulkoisella polarisoinnilla. Polarisointiprosessissa materiaali sijoitetaan korkeaan lämpötilaan (> materiaalin [[Curie-piste]]) ja altistetaan voimakkaalle sähkökentälle. Sähkökenttä suuntaa korkean lämpötilan vapauttamien kiteiden dipolit sähkökentän suuntaisiksi. Kun materiaali jäähdytetään sähkökentän vallitessa, jäävät dipolit saman suuntaisiksi, joten materiaali muuttuu pietsosähköiseksi. Monikiteistä pietsomateriaalia ei siis saa kuumentaa Curie-pisteeseen, koska kiteet vapautuvat ja pietsosähköisyys häviää.
Yleisimpiä pietsomateriaaleja ovat seuraavat:
* [[lyijyzirkonititanaatti]] (lead-zirconate-titanate (PZT) [[lyijy|Pb]][[zirkonium|Zr]]<sub>0.525</sub>[[titaani|Ti]]<sub>0.475</sub>[[happi|O]]<sub>3</sub>)
* [[bariumtitanaatti]] (barium titanate [[barium|Ba]][[titaani|Ti]][[happi|O]]<sub>3</sub>)
* [[lyijymetaniobaatti]] (lead-metaniobate [[lyijy|Pb]][[niobium|Nb]]<sub>2</sub>[[happi|O]]<sub>6</sub>)
* [[litiumsulfaatti]] (lithium sulfate [[litium|Li]][[rikki|S]][[happi|O]]<sub>4</sub>)
* [[kvartsi]] (quartz [[pii (alkuaine)|Si]][[happi|O]]<sub>2</sub>)
* [[litiumniobaatti]] (lithium niobate [[litium|Li]][[niobium|Nb]][[happi|O]]<sub>3</sub>)
* [[kaliumdivetyfosfaatti]] (potassium dihydrogen phosphate (KDP) [[kalium|K]][[vety|H]]<sub>2</sub>[[fosfori|P]][[happi|O]]<sub>4</sub>)
| |||