Pagrindinis skirtumas tarp pjezoelektrinio piroelektrinio ir feroelektrinio yra tas, kad pjezoelektrinis efektas yra paviršiaus krūvio susidarymas reaguojant į medžiagos išorinį įtempimą, tačiau piroelektrinis efektas yra spontaniškos medžiagos poliarizacijos pokytis. medžiaga reaguoja į temperatūros pokyčius. Tuo tarpu feroelektrinis efektas yra paviršiaus krūvio pokytis, reaguojant į spontaninės poliarizacijos pokyčius.
Pjezoelektrinis, piroelektrinis ir feroelektrinis yra trys terminai, kuriais apibūdiname kietųjų medžiagų elektrines savybes. Šie trys efektai skiriasi vienas nuo kito pagal atsakymus, kuriuos jie rodo, atsižvelgiant į kitų savybių pakeitimus.
Kas yra pjezoelektrinis?
Pjezoelektrinė reiškia tam tikrų kietų medžiagų savybę, kai šios medžiagos gali kaupti elektros krūvį, veikiant mechaniniam įtempimui. Kitaip tariant, tai reiškia elektros energiją, atsirandančią dėl slėgio ir latentinės šilumos. Šis terminas kilęs iš graikų kalbos, kur piezin reiškia suspaudimą arba spaudimą, o elektronas reiškia gintarą (ankstyvas elektros krūvio š altinis). Ši savybė vadinama pjezoelektra, o šią savybę rodančios medžiagos yra kristalai, tam tikra keramika ir biologinės medžiagos, pvz., kaulai, DNR ir įvairūs b altymai.
Paprastai pjezoelektrinis efektas gali sukelti linijinę elektromechaninę sąveiką tarp mechaninių ir elektrinių būsenų kristalinėse medžiagose, neturinčiose inversinės simetrijos. Be to, šis efektas yra grįžtamas, nes medžiagos, galinčios turėti pjezoelektrinį efektą, taip pat gali turėti atvirkštinį efektą (tai yra mechaninio įtempimo, atsirandančio dėl taikomo elektrinio lauko, generavimas).
01 pav. Pjezoelektrinio disko įtampa generuojama deformuojant
Pjezoelektrinio efekto pobūdis yra labai panašus į elektrinio dipolio momento kietose medžiagose. Dipolio tankį arba poliarizaciją galime lengvai apskaičiuoti susumavę dipolio momentus viename kristalografinio vieneto elemento tūryje. Paprastai kaimyniniai dipoliai yra linkę išsilyginti regionuose, pavadintuose Weiss domenais. Šis derinimo procesas vadinamas poliavimu, kai aukštesnėje temperatūroje per medžiagas veikia stiprus elektrinis laukas. Tačiau visų pjezoelektrinių medžiagų negalima poliruoti.
Kas yra piroelektrinis?
Piroelektrinis reiškia, kad tam tikrų kristalų savybė turi didelį elektrinį lauką dėl natūralios elektrinės poliarizacijos. Kitaip tariant, tai tam tikrų kietųjų kūnų gebėjimas sukurti laikiną įtampą kaitinant ar vėsinant. Šis terminas kilęs iš graikų kalbos reikšmės; pyr reiškia „ugnis“ir „elektra“. Temperatūros sąlygų pokyčiai gali šiek tiek pakeisti atomų padėtis kristalų struktūroje ir pakeisti medžiagos poliarizaciją. Šis poliarizacijos pokytis gali sukelti įtampą per kristalą. Tačiau pjezoelektrinis laukas, kuris kadaise susidaro lėtai, išnyksta dėl nuotėkio srovės. Šis nuotėkis atsiranda dėl elektronų judėjimo per kristalą, jonų judėjimo per orą ir srovės nutekėjimo per voltmetrą, pritvirtintą per kristalą.
02 pav.: Piroelektrinis jutiklis
Piroelektrinis efektas atsiranda dėl elektros ir šiluminės energijos būsenų, kurios nesukuria kinetinės energijos vertės. Priešingai, pjezoelektrinis efektas atsiranda dėl kinetinės energijos ir elektros energijos, kuri negamina šilumos. Piroelektrinės medžiagos yra kietos ir kristalinės. Tačiau gali būti ir minkštų medžiagų, pagamintų naudojant elektretus.
Kas yra Ferroelectric?
Ferroelektrinis reiškia tam tikrų medžiagų savybę, turinčią spontanišką elektrinę poliarizaciją, kuri yra grįžtama naudojant išorinius elektrinius laukus. Paprastai visos feroelektrinės medžiagos yra piroelektrinės, tačiau ji turi papildomą grįžtamosios natūralios elektrinės poliarizacijos savybę. Terminas feroelektrinis kilęs iš feromagnetizmo, kuris buvo atrastas prieš feroelektros atradimą.
Ši medžiaga yra naudinga gaminant kondensatorius dėl jų netiesiškumo. Paprastai šiuose kondensatoriuose yra pora elektrodų, kurie sujungia feroelektrinės medžiagos sluoksnį. Be to, spontaniška feroelektrinių medžiagų poliarizacija reiškia histerezės efektą, kai galime jį panaudoti atminties funkcijoje. Be to, feroelektriniai kondensatoriai yra naudingi kuriant feroelektrinę RAM.
Kuo skiriasi pjezoelektrinis piroelektrinis ir feroelektrinis?
Sąvokos pjezoelektrinis, piroelektrinis ir feroelektrinis efektas reiškia kietųjų medžiagų elektrines savybes. Pagrindinis skirtumas tarp pjezoelektrinio piroelektrinio ir feroelektrinio yra tas, kad pjezoelektrinis efektas yra paviršiaus krūvio susidarymas reaguojant į išorinio įtempio poveikį medžiagai. Tuo tarpu piroelektrinis efektas – tai savaiminės medžiagos poliarizacijos pokytis, reaguojant į temperatūros pokytį. Tuo tarpu feroelektrinis efektas yra spontaninės poliarizacijos pokytis, dėl kurio keičiasi paviršiaus krūvis.
Toliau pateiktoje infografikoje pateikiami skirtumai tarp pjezoelektrinės piroelektrinės ir feroelektrinės lentelės pavidalu, kad būtų galima palyginti.
Santrauka – pjezoelektrinis vs piroelektrinis vs feroelektrinis
Pjezoelektrinis efektas yra paviršiaus krūvio susidarymas reaguojant į išorinį medžiagos įtempimą, o piroelektrinis efektas yra savaiminės medžiagos poliarizacijos pokytis, reaguojant į temperatūros pokyčius. Feroelektrinis efektas yra paviršiaus krūvio pokytis, reaguojant į spontaniškos poliarizacijos pokyčius. Taigi, tai yra pagrindinis skirtumas tarp pjezoelektrinio piroelektrinio ir feroelektrinio.
