Piezoelektromosság

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
SiO2.jpg

A piezoelektromosság olyan elektromos jelenség, melynek során bizonyos anyagokon (kristály, kerámia) összenyomás hatására elektromos feszültség keletkezik, illetve elektromos feszültség hatására alakváltozás jön létre.

Ilyen kristály például a kvarc (SiO2). Egy piezoelektromos kristály sajátrezgését nagyon pontosan tartja, ez adja a kvarcórák időalapját.

A piezoelektromosság és elektrostrikció felfedezése Pierre Curie és Jacques Curie nevéhez fűződik, akik 1880-ban felfedezték, hogy bizonyos kristályokon (kvarc, turmalin vagy a Rochelle-só (kálium-nátrium-tartarát KNaC4H4O6·4H2O)) meghatározott tengelyek mentén alkalmazott nyomás elektromos töltések megjelenését okozza a kristály felületén. A következő évben felfedezték ennek fordítottját, az elektrostrikciót: amikor elektromos áramot alkalmaztak a kristályon, az bizonyos tengelyek mentén megváltoztatta méretét.

SiO2Piezo.jpg
Mechanikai erő hatására a kvarckristály végein feszültség jelenik meg

Az egyik leggyakrabban alkalmazott kristály a kvarc, mely hatszöges rendszerben kristályosodik, ahol a rácspontokban pozitív és negatív ionok helyezkednek el felváltva. Egy ilyen kristályt két fémlap közé helyezve, majd összenyomva azt, a fémlemezek töltöttekké válnak, amivel elektromos szikrát lehet gerjeszteni (öngyújtó, gázgyújtó). A piezoelektromos anyagoknak ezt a tulajdonságát kihasználva készítenek kis méretű generátorokat. [1]

Jelentős a katonai hasznosítása. Már az első világháborút követő években a jelenséget felhasználták a szonár megalkotásához. Másik fontos katonai alkalmazási terület a lövedékek gyújtói.

Ennek a jelenségnek a fordítottja az elektrostrikció. Lényege, hogy villamos térbe helyezve egy kvarckristályt annak felülete deformálódik, egyik irányba megnyúlik, a másikba összenyomódik. A rákapcsolt feszültségnek köszönhetően e megnyúlás és összenyomódás többször előfordul, mely hatására rezgőmozgást végez a kristály. Ezt a mozgást szabályozva eljuthatunk a kvarcóra működésének alapjaihoz. Ezt az elvet alkalmazzák a ma használatos dízel injektorok, ez a piezotulajdonságú anyagok egyik fő alkalmazási területe. A piezo-jelenség gyorsaságának köszönhetően az ilyen típusú injektorok mozgása nagyon gyorsan, pontosan vezérelhető, nagyrészt ennek köszönhető, hogy a modern dízelmotorok mind tisztaságban, mind teljesítményben felvehetik a versenyt benzines társaikkal, miközben fogyasztásuk elmarad tőle. [2]

Forrás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Encyclopædia Britannica. Ultimate Reference Suite.