Was ist ein piezoelektrischer Kristall?

2023-06-20

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Es gibt eine sehr interessante Art von Kristall. Wenn man ihn zusammendrückt oder dehnt, erzeugen seine beiden Enden unterschiedliche Ladungen. Dieser Effekt wird piezoelektrischer Effekt genannt. Der Kristall, der einen piezoelektrischen Effekt erzeugen kann, wird piezoelektrischer Kristall genannt. Kristall(α-Quarz ist ein berühmter piezoelektrischer Kristall. Zu den gängigen piezoelektrischen Kristallen gehören: Sphalerit, Borax, Turmalin, Marmatit, GaAs, Bariumtitanat und seine Derivatkristalle, KH2PO4, Nakc4h4o6 · 4H2O (Kolophoniumsalz), Zucker usw.

Piezoelektrischer Kristall ist ein elektronisches Material, dessen Verbrauch nur dem von monokristallinem Silizium gleichkommt. Es wird zur Herstellung elektronischer Komponenten zur Frequenzauswahl und -steuerung verwendet. Es wird häufig in verschiedenen Bereichen der elektronischen Informationsindustrie eingesetzt, beispielsweise in Farbfernsehern, Klimaanlagen, Computern, DVDs, drahtloser Kommunikation usw., insbesondere in elektronischen Hochleistungsgeräten und digitalen Geräten. Piezoelektrischer Kristall mit geringer Korrosionstunneldichte ist ein notwendiges Material für die Herstellung von SMD-Frequenzchips und Mobiltelefonfrequenzchips. Zu den piezoelektrischen Kristallprodukten gehören hauptsächlich: Z-Bar, Y-Bar, Dickenscheibe und Frequenzscheibe.

Piezoelektrischer Effekt von Kristall

Wenn in einigen Kristallen eine äußere Kraft entlang einer bestimmten Richtung ausgeübt wird, tritt das Phänomen der inneren Polarisation auf, das zu einer relativen Verschiebung geladener Teilchen führt und so Ladungen gleicher Größe und entgegengesetzten Vorzeichens auf der Kristalloberfläche erzeugt. Wenn die äußere Kraft entfernt wird, kehrt es in den neutralen Zustand zurück. Die durch die Kraft auf den Kristall erzeugte Ladungsmenge ist proportional zur Größe der äußeren Kraft. Dieses Phänomen wird piezoelektrischer Effekt genannt. Im Gegenteil, wenn das elektrische Feld an den Kristall angelegt wird, erzeugt der Kristall eine mechanische Verformung in eine bestimmte Richtung; Wenn das angelegte elektrische Feld entfernt wird, verschwindet die Verformung. Dieses Phänomen wird als inverser piezoelektrischer Effekt, auch elektrostriktiver Effekt genannt, bezeichnet.

PPrinzip des piezoelektrischen Effekts

Der Grund der Piezoelektrizität hängt mit der Kristallstruktur zusammen. Wenn der Schwerpunkt der positiven und negativen Ladungen zusammengedrückt wird, werden sie getrennt und bilden elektrische Dipole, sodass die beiden Enden des Kristalls in einer bestimmten Richtung unterschiedliche Ladungen aufweisen.

Das gemeinsame Merkmal piezoelektrischer Kristalle besteht darin, dass die Kristallpunktgruppe (symmetrischer Typ) kein Symmetriezentrum aufweist.

Von den 32 Punktgruppen haben 21 Punktgruppen kein Symmetriezentrum, aber der Kristall der Punktgruppe 432 hat keine Piezoelektrizität, also haben 20 Punktgruppen Piezoelektrizität.