Пьезоэлектрлік пироэлектрлік пен ферроэлектрлік арасындағы негізгі айырмашылық мынада: пьезоэлектрлік эффект материалға сыртқы кернеудің түсуіне жауап ретінде беттік зарядтың пайда болуы, бірақ пироэлектрлік әсер - бұл материалдың өздігінен поляризациясының өзгеруі. температураның өзгеруіне жауап ретінде материал. Ал ферроэлектрлік эффект өздігінен поляризацияның өзгеруіне жауап ретінде беттік зарядтың өзгеруі болып табылады.
Пьезоэлектрлік, пироэлектрлік және ферроэлектрлік - қатты материалдардың электрлік қасиеттерін сипаттау үшін қолданатын үш термин. Бұл үш әсер басқа сипаттарына енгізілген өзгерістер негізінде көрсетілетін жауаптарға байланысты бір-бірінен ерекшеленеді.
Пьезоэлектрлік дегеніміз не?
Пьезоэлектрлік белгілі бір қатты материалдардың қасиетін білдіреді, онда бұл материалдар механикалық кернеуді қолданғанда электр зарядын жинақтай алады. Басқаша айтқанда, бұл қысым мен жасырын жылу нәтижесінде пайда болатын электр энергиясын білдіреді. Бұл термин грек тілінен шыққан, мұнда пьезин сығу немесе басу дегенді білдіреді және электрон янтарь (электр зарядының ерте көзі) дегенді білдіреді. Бұл қасиет пьезоэлектрлік деп аталады және бұл сипатты көрсететін материалдарға кристалдар, белгілі бір керамика және сүйектер, ДНҚ және әртүрлі ақуыздар сияқты биологиялық заттар кіреді.
Әдетте пьезоэлектрлік әсер инверсиялық симметриясы жоқ кристалдық материалдардағы механикалық және электрлік күйлер арасындағы сызықтық электромеханикалық әсерлесуге әкелуі мүмкін. Сонымен қатар, бұл әсер қайтымды, өйткені пьезоэлектрлік әсер көрсете алатын материалдар әсердің кері әсерін де көрсете алады (бұл қолданылатын электр өрісінен келетін механикалық штаммның пайда болуы).
01-сурет: деформация кезінде пьезоэлектрлік диск арқылы кернеуді құру
Пьезоэлектрлік әсердің табиғаты қатты денелердегі электрлік дипольдік моментке өте ұқсас. Кристаллографиялық бірлік ұяшық көлеміне диполь моменттерін жинақтау арқылы диполь тығыздығын немесе поляризацияны оңай есептей аламыз. Әдетте, көрші дипольдер Вейс домендері деп аталатын аймақтарда тураланады. Бұл теңестіру процесі жоғары температурада материалдарға күшті электр өрісі қолданылатын полюстер деп аталады. Дегенмен, барлық пьезоэлектрлік материалдарды полюстеуге болмайды.
Пироэлектрлік дегеніміз не?
Пироэлектрлік белгілі бір кристалдардың қасиеті табиғи электрлік поляризацияға байланысты үлкен электр өрісіне ие екенін білдіреді. Басқаша айтқанда, бұл белгілі бір қатты заттардың қыздыру немесе салқындату кезінде уақытша кернеуді тудыру қабілеті. Бұл термин грекше мағынасынан шыққан; Пир «от» және «электр» дегенді білдіреді. Температура жағдайларының өзгеруі кристалдық құрылымдағы атомдардың орнын аздап өзгертуі мүмкін және материалдың поляризациясын өзгертеді. Поляризацияның бұл өзгерісі кристалдағы кернеуді тудыруы мүмкін. Дегенмен, бір кездері баяу құрылатын пьезоэлектрлік өріс ағып кету токына байланысты жоғалады. Бұл ағып кету кристал арқылы электрондардың қозғалысына, иондардың ауа арқылы қозғалысына және кристалға бекітілген вольтметр арқылы токтың ағуына байланысты болады.
02-сурет: Пироэлектрлік сенсор
Пироэлектрлік әсер кинетикалық энергия мәнін тудырмайтын электрлік және жылулық энергия күйлеріне байланысты пайда болады. Керісінше, пьезоэлектрлік эффект кинетикалық энергия мен жылу шығармайтын электр энергиясына байланысты пайда болады. Пироэлектрлік материалдар қатты және кристалды. Бірақ электреттер арқылы жасалған жұмсақ материалдар да болуы мүмкін.
Ферроэлектр дегеніміз не?
Ферроэлектрлік деп сыртқы электр өрістерін қолдану арқылы қайтымды болатын өздігінен электрлік поляризациясы бар белгілі бір материалдардың қасиетін айтады. Әдетте, барлық ферроэлектрлік материалдар пироэлектрлік болып табылады, бірақ ол қайтымды табиғи электрлік поляризацияның қосымша қасиетіне ие. Ферроэлектрлік термин ферроэлектрлік энергия ашылғанға дейін ашылған ферромагнетизмнен шыққан.
Материалдың бұл түрі конденсаторлар жасауда пайдалы, себебі олардың сызықтық емес сипаты. Әдетте, бұл конденсаторлар ферроэлектрлік материалдың қабатын сэндвичтендіретін жұп электродтарды қамтиды. Сонымен қатар, ферроэлектрлік материалдардың өздігінен поляризациясы гистерезис әсерін білдіреді, онда біз оны жады қызметінде пайдалана аламыз. Сонымен қатар, ферроэлектрлік конденсаторлар ферроэлектрлік жедел жад жасауда пайдалы.
Пьезоэлектрлік пироэлектрлік пен ферроэлектрлік арасындағы айырмашылық неде?
Пьезоэлектрлік, пироэлектрлік және ферроэлектрлік эффект терминдері қатты материалдардың электрлік қасиеттерін білдіреді. Пьезоэлектрлік пироэлектрлік пен ферроэлектрлік арасындағы негізгі айырмашылық пьезоэлектрлік эффект материалға сыртқы кернеуді қолдануға жауап ретінде беттік зарядтың пайда болуы болып табылады. Сонымен қатар, пироэлектрлік эффект - бұл температураның өзгеруіне жауап ретінде материалдың өздігінен поляризациясының өзгеруі. Ал ферроэлектрлік эффект – бұл беттік зарядтың өзгеруіне әкелетін өздігінен поляризацияның өзгеруі.
Келесі инфографика пьезоэлектрлік пироэлектрлік пен ферроэлектрлік арасындағы айырмашылықтарды қатар салыстыру үшін кесте түрінде ұсынады.
Қорытынды – Пьезоэлектрлік пен Пироэлектрлік пен Ферроэлектрлік
Пьезоэлектрлік эффект материалға сыртқы кернеудің түсуіне жауап ретінде беттік зарядтың пайда болуы, ал пироэлектрлік әсер температураның өзгеруіне жауап ретінде материалдың өздігінен поляризациясының өзгеруі. Ферроэлектрлік эффект - бұл өздігінен поляризацияның өзгеруіне жауап ретінде беттік зарядтың өзгеруі. Осылайша, бұл пьезоэлектрлік пироэлектрлік пен ферроэлектрлік арасындағы негізгі айырмашылық.
