هسته فناوری پیزوالکتریک مبتنی بر استاثر پیزوالکتریک، که به پدیده ای اشاره دارد که در آن کریستال های خاص (مانند کوارتز ، سرامیک پیزوالکتریک ، PVDF ، و غیره .) با استفاده از یک میدان الکتریکی ، بارهای ایجاد می کنند و یا تحت عمل تغییر شکل قرار می گیرند - 1}}} می تواند به طور خاص به دو نوع اثر تقسیم شود:
اثر پیزوالکتریک مثبت (انرژی مکانیکی → انرژی الکتریکی)
هنگامی که یک کریستال در معرض فشارهای مکانیکی مانند فشار و تنش قرار می گیرد ، توزیع بار داخلی آن تغییر می کند و مقدار مساوی از بارهای شماره مخالف بر روی سطح ایجاد می شود ، به عنوان مثال ، هنگام ضربه زدن به یک ورق سمی پیزو الکتریک ، یک جریان ضعیف در هر دو انتهای.}}}}}}}}}}}}}}
اثر پیزوالکتریک معکوس (انرژی الکتریکی → انرژی مکانیکی)
When an electric field is applied at both ends of a crystal, its lattice structure undergoes reversible deformation (elongation or contraction), and the℃of deformation is proportional to the strength of the electric field. For example, applying an alternating voltage to piezoelectric ceramics will generate high-frequency vibrations.
1. زمینه های کاربردی فناوری پیزوالکتریک
(1) درایو دقیق و موقعیت یابی (اثر پیزوالکتریک معکوس)
① موتوری پیسوالکتریک: با استفاده از لرزش با فرکانس بالا از مواد پیزو الکتریک برای چرخاندن چرخش ، ویژگی های پاسخ سریع ، دقت بالا و هیچ تداخل الکترومغناطیسی.} معمولاً برای کنترل دقیق جابجایی ماشین های لیتوگرافی و تجهیزات تولیدی معلومات {{2 {{{2
پلت فرم نانوذرات نانوذرات piezoeCtric: دستیابی به نانومتر (یا حتی زیر نانومتر) دقت جابجایی از طریق اثر پیزوالکتریک معکوس ، که برای تجهیزات تحقیقاتی علمی برش مانند میکروسکوپ تونل سازی اسکن (STM) و میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) اعمال می شود.}}
جدول نوسان/جدول چرخشی Piezoelectric: همانطور که در ابتدا گفته شد ، از محصولات Xinmei برای تنظیم مسیر نوری لیزر ، تراز ویفر نیمه هادی ، کالیبراسیون زاویه ای مؤلفه نوری و سایر سناریوها برای دستیابی به کنترل زاویه دقیق در سطح دوم زاویه {0} 0 استفاده می شود.
(2) سنسورها و برداشت انرژی (اثر پیزو الکتریک مثبت)
① سنسور فشار/لرزش: مواد پیزو الکتریک می توانند لرزش مکانیکی یا فشار را به سیگنال های الکتریکی برای نظارت بر لرزش پل ، تشخیص گسل موتور ، مانیتورهای فشار خون ، و غیره تبدیل کنند}} به عنوان مثال ، سرامیک پیزو الکتریک در یک فنجان ، جرقه های الکتریکی را از طریق ضربه ایجاد می کند ، که فوراً با استفاده از برق با ولتاژ بالایی با استفاده از الکتریسیته با ولتاژ بالا آزاد می شود.
Harvester Harvester Energy Piezoelectric: انرژی لرزش در محیط (مانند رانندگی خودرو ، پله ها ، عملکرد مکانیکی) را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند ، تأمین انرژی برای دستگاه های کم مصرف مانند سنسورهای IoT و تراشه های بی سیم ، دستیابی به "خود قدرت".}
(3) آکوستیک و میدان سونوگرافی
transducer ①ultrasonic: از اثر پیزوالکتریک معکوس برای تولید امواج اولتراسونیک با فرکانس بالا برای تصویربرداری سونوگرافی پزشکی (B-ultrasound) ، آزمایش غیر مخرب صنعتی (تشخیص ترک های داخلی در فلزات) و تمیز کردن اولتراسونیک (قطعات تمیز کردن تمیز کردن از طریق اثر کاویتاسیون) استفاده می کند.
بلندگو/میکروفون piezoelectric: بلندگو با لرزش مواد پیزو الکتریک صدا تولید می کند ، در حالی که میکروفون با فشرده سازی مواد پیزو الکتریک با امواج صوتی ، سیگنال های الکتریکی تولید می کند.
(4) پزشکی و بیوتکنولوژی
تراشه میکروفلوئیدی piezoelectric: برای آزمایش های بیولوژیکی مانند غربالگری دارو و جداسازی سلول با کنترل جریان مایع در میکرو کانل ها از طریق لرزش پیزوالکتریک استفاده می شود.
ابزارهای جراحی piezoelectric ، مانند اره های استخوان پیزوالکتریک ، از لرزش با فرکانس بالا برای دستیابی به برش دقیق و کاهش آسیب بافت استفاده می کنند ، و آنها را برای جراحی ارتوپدی با حداقل تهاجمی.}}}}
(5) الکترونیک مصرفی و دستگاه های هوشمند
موتور لرزش تلفن Mobile: برخی از تلفن های همراه با رده بالا از ویبراتورهای پیزوالکتریک استفاده می کنند ، که ویژگی های پاسخ سریعتر و حالت لرزش ظریف تر در مقایسه با موتورهای چرخ سنتی خارج از مرکز (مانند موتور Taptic آیفون) {1.}
ماژول تشخیص تشخیص FingerPrint: سنسورهای اثر انگشت پیزوالکتریک الگوهای اثر انگشت را از طریق تغییرات بار ناشی از فشار تشخیص می دهند ، که دارای مزایای ضد آلودگی و دقت شناخت بالا.}
2. موارد برنامه معمولی
(1) تولید نیمه هادی: در دستگاه های لیتوگرافی ، از نانوذرات پیزوالکتریک برای کنترل حرکت دقیق لنزهای لیتوگرافی استفاده می شود ، و اطمینان از دقت قرار گرفتن در معرض سطح نانومتر از الگوهای تراشه.
(2) وسایل نقلیه انرژی جدید: از سنسورهای پیزوالکتریک برای نظارت بر لرزش و فشار بسته های باتری استفاده می شود و از ایمنی باتری اطمینان می یابد. انرژی پیزو الکتریک می تواند انرژی لرزش تایر را به انرژی الکتریکی تبدیل کند تا بتواند دستگاه های الکترونیکی روی تخته را تأمین کند .
(3) هوافضا: از مواد پیزوالکتریک برای تولید سنسورهای فشار بسیار قابل اعتماد استفاده می شود که نظارت بر تغییرات فشار هوا و دمای داخل موتورهای هواپیما.
3. مزایا و چالش های فناوری
(1) مزایا: سرعت پاسخ سریع (سطح نانو ثانیه) ، دقت بالا (سطح دوم نانومتر/میکرو زاویه) ، ساختار جمع و جور ، هیچ تداخل الکترومغناطیسی ، مناسب برای محیط های شدید مانند درجه حرارت بالا و خلاء 1 {1}
(2) چالش: نیروی خروجی کم (نیاز به مکانیسم تقویت) ، ولتاژ رانندگی بالا (معمولاً ده ها تا صدها ولت) ، مشکلات پیری بالقوه خستگی در هنگام استفاده طولانی مدت ، که باید از طریق بهینه سازی مواد (مانند پیزوالکاتیک سرامیک پیزوالکاتیک سرب) و طراحی مدار .}}}}}}}}}
فناوری پیزوالکتریک ، با ویژگی های منحصر به فرد "اتصال الکترومکانیکی" ، از مزارع سنتی تا جهت های برش مانند تولید هوشمند ، فناوری کوانتومی و زیست پزشکی گسترش می یابد و به یکی از پشتیبانی اصلی فناوری میکرو نانو. تبدیل می شود.
