ליבת הטכנולוגיה הפיזואלקטרית מבוססת עלהאפקט הפיזואלקטריהמתייחס לתופעה בה גבישים מסוימים (כמו קוורץ, קרמיקה פיזואלקטרית, PVDF וכו '.) מייצרים מטענים תחת לחץ מכני או לעבור עיוות לפי פעולה של שדה חשמלי . ניתן לחלק באופן ספציפי לשני סוגים של תופעות:
השפעה חיובית פיזואלקטרית (אנרגיה מכנית → אנרגיה חשמלית)
כאשר גביש נתון בלחץ מכני כמו לחץ ומתח, שינויי התפלגות המטען הפנימי שלו, וכמות שווה של מטענים ממוספרים הפוכים נוצרים על פני השטח, ויוצרים הפרש פוטנציאלי . לדוגמא, בעת הקשה על גיליון קרמיקה פיזואלי, ייווצר זרם חלש בשני הקצוות .
השפעה פיזואלקטרית הפוכה (אנרגיה חשמלית → אנרגיה מכנית)
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. שדות יישומים של טכנולוגיה פיזואלקטרית
(1) כונן ומיקום מדויק (אפקט פיזואלקטרי הפוך)
Piezoelectric מנוע: שימוש ברטט בתדירות גבוהה של חומרים פיזואלקטריים כדי להניע סיבוב רוטור, יש לו את המאפיינים של תגובה מהירה, דיוק גבוה וללא הפרעות אלקטרומגנטיות {}}} בדרך כלל משמש לבקרת תזוזה מדויקת במכונות ליטוגרפיה וציוד ייצור למחצה {}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} recation production unductortor {{2,}
פלטפורמת הננו-מיקום של פייזואזואלקטרית: השגת דיוק עקירה של ננומטר (או אפילו תת-ננומטר) באמצעות אפקט פיזואלקטרי הפוך, המיושם על ציוד מחקר מדעי חדישתי כמו סריקת מיקרוסקופיה (STM) ומיקרוסקופיה של כוח אטומי (AFM) {}}}
Table Table Table Table/Table/טבלת סיבוב: כאמור, מוצרי Xinmei משמשים להתאמת נתיב אופטי לייזר, יישור רקיק מוליכים למחצה, כיול זווית רכיב אופטי, ותרחישים אחרים כדי להשיג בקרת זווית מדויקת ברמה השנייה של זווית הזווית.}
(2) חיישנים וקציר אנרגיה (אפקט פיזואלקטרי חיובי)
חיישן לחיצה/רטט: חומרים פיזואלקטריים יכולים להמיר רטט או לחץ מכני לאותות חשמליים לניטור רטט הגשר, אבחון תקלות במנוע, מסכי לחץ דם וכו '{}}}, למשל, פיאזואציה פיאזו המוצלחת באמצעות פאיזו באופן אינדיאקטי באמצעות פאיזו חיובי באופן מיידי באמצעות Pieezo Pifeicatice Bearticatic Piezo באופן אינדיאקטי באמצעות חיובית גבוהה חיובית גבוהה חיובית גבוהה חיובית גבוהה. אפקט .
② קציר אנרגיה פייזואלקטרית: ממירה אנרגיית רטט בסביבה (כגון נהיגה ברכב, צעדים, פעולה מכנית) לאנרגיה חשמלית, ומספקת כוח למכשירים בעלי עוצמה נמוכה כמו חיישני IoT ושבבים אלחוטיים, השגת "הפעלה עצמית" {}}
(3) אקוסטיקה ושדה אולטראסאונד
מתמר מתמר אולטרסוני: משתמש באפקט הפיזואלקטרי ההפוך כדי לייצר גלים אולטרה-סאוניים בתדירות גבוהה להדמיית אולטראסאונד רפואי (B-ultrasound), בדיקות לא הרסניות תעשייתיות (גילוי סדקים פנימיים במתכות), וניקוי אולטרה-סולי (ניקוי חלקים מדויק דרך אפקט חלב) {}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}.. {3} {3} {3} {3}
② Piezoelectric Camerer/Microphone: הרמקול מייצר צליל על ידי חומרים פיאזואלקטריים רטט, ואילו המיקרופון מייצר אותות חשמליים על ידי דחיסת החומרים הפיזואלקטריים עם גלי קול . משמשים בדרך כלל במכשירי אודיו קטנים כמו שמני שמיעה {{}}} 1}}}}}}}}}}}}}}}} 1}}}}
(4) רפואה וביוטכנולוגיה
①piezoelectric שבב מיקרו -פלואידי: משמש לניסויים ביולוגיים כמו סינון תרופות והפרדת תאים על ידי בקרת זרימת נוזלים במיקרו -ערוצים דרך רטט פיזואלקטרי .
② מכשירים כירורגיים פייזואלקטריים, כמו מסורי עצם פיזואלקטריים, משתמשים ברטט בתדר גבוה כדי להשיג חיתוך מדויק ולהפחתת נזק לרקמות, מה שהופך אותם למתאימים לניתוח אורתופדי מינימלי פולשני {}}
(5) אלקטרוניקה צרכנית ומכשירים חכמים
① מנוע רטט טלפוני טלפוני: חלק מהטלפונים הניידים המתקדמים משתמשים בוויברטורים פיזואלקטריים, בעלי מאפיינים של תגובה מהירה יותר ומצב רטט עדין יותר בהשוואה למנועי גלגלים אקסצנטריים מסורתיים (כמו המנוע הטפטי של אייפון) {}}}
② מודול זיהוי טביעות טביעות טביעות: חיישני טביעות אצבע פיזואלקטריים מזהים דפוסי טביעות אצבע באמצעות שינויי מטען הנגרמים כתוצאה מלחץ, שיש להם את היתרונות של זיהום אנטי ודיוק זיהוי גבוה .
2. מקרי יישום טיפוסיים
(1) ייצור מוליכים למחצה: במכונות ליטוגרפיה, ננו -פלטפורמות פיזואלקטריות משמשות לשליטה על התנועה המדויקת של עדשות ליטוגרפיה, מה שמבטיח דיוק חשיפה ברמת ננומטר של דפוסי שבב {}}}
(2) רכבי אנרגיה חדשים: חיישנים פיזואלקטריים משמשים לפיקוח על הרטט והלחץ של חבילות הסוללה, ומבטיחים בטיחות הסוללה; קציר האנרגיה הפיזואלקטרית יכול להמיר אנרגיית רטט צמיגים לאנרגיה חשמלית להפעלת מכשירים אלקטרוניים על גבי הלוח .
(3) חלל וחלל: חומרים פיזואלקטריים משמשים לייצור חיישני לחץ אמינים ביותר המפקחים על שינויים בלחץ האוויר ובטמפרטורה בתוך מנועי מטוסים .
3. יתרונות ואתגרים טכנולוגיים
(1) יתרונות: מהירות תגובה מהירה (רמת ננו -שנייה), דיוק גבוה (ננומטר/מיקרו זווית רמה שנייה), מבנה קומפקטי, אין הפרעות אלקטרומגנטיות, מתאימות לסביבות קיצוניות כמו טמפרטורה גבוהה ואקום {}}
(2) אתגר: כוח תפוקה נמוך (הדורש מנגנון הגברה), מתח נהיגה גבוהה (בדרך כלל עשרות למאות וולט), סוגיות הזדקנות עייפות פוטנציאליות במהלך שימוש לטווח הארוך, אשר יש לשפר באמצעות אופטימיזציה של חומרים (כגון {2} עופרת פיאזואלקטרית) ועיצוב מעגלים {}}}
טכנולוגיה פיזואלקטרית, עם המאפיינים הייחודיים שלה של "צימוד אלקטרומכני", נמשכת מתחומים מסורתיים לכיוונים מתקדמים כמו ייצור אינטליגנטי, טכנולוגיה קוונטית וביומפואה, והופכת לאחד מתומכי הליבה של טכנולוגיית מיקרו ננו.
