圧電とは何ですか？ - Zibo Yuhai Electronic Ceramic Co., Ltd.

圧電とは何ですか？

圧電性は、印加された機械的応力に応じて、特定の固体材料（結晶、特定のセラミックス、および骨、DNA、さまざまなタンパク質などの生物学的物質など）に蓄積する電荷です。圧電性という言葉は、圧力と潜熱から生じる電気を意味します。それはギリシャ語の単語πιέζεινから派生したものです。これは、絞るまたは押すことを意味するpiezein、および古代の電荷源である琥珀を意味するἤλεκτρονēlektronです。フランスの物理学者ジャックとピエールキュリーは1880年に圧電性を発見した。

圧電効果は、反転対称性のない結晶材料の機械的状態と電気的状態との間の線形電気機械相互作用から生じる。圧電効果は可逆的プロセスであり、圧電効果（印加された機械力に起因する電荷の内部発生）を示す材料もまた、逆圧電効果、印加された電界に起因する機械的歪みの内部発生を示す。例えば、チタン酸ジルコン酸鉛結晶は、それらの静的構造が元の寸法の約０．１％変形したときに測定可能な圧電性を生じるであろう。逆に、これらの同じ結晶は、外部電場が材料に印加されたときにそれらの静的寸法の約０．１％変化する。逆圧電効果は超音波の発生に使用されます。

圧電性は、音の発生および検出、圧電インクジェット印刷、高電圧の発生、電子周波数発生、超音波ノズルを駆動するための微量天秤、ならびに光学アセンブリの超微細集束などの多くの有用な用途に利用されている。それは、原子分解能、STM、AFM、MTA、およびSNOMなどの走査型プローブ顕微鏡による科学的機器技術の基礎となります。それはまたそのようなシガーライターの点火源として機能する、クォーツ時計の時間基準源として使用されるプッシュスタートプロパンバーベキュー、そしていくつかのギターのためのアンプのピックアップのような日常的な用途があります。

圧電材料

さまざまな圧電効果を示す、天然および人工の両方の多くの材料があります。一部の天然圧電材料には、Berlinite（水晶と構造的に同一）、砂糖、水晶、ロッシェル塩、トパーズ、トルマリン、および骨が含まれます（乾燥骨はアパタイト結晶により圧電特性を示し、圧電効果は一般に作用すると考えられます）生物学的力センサーとして）。圧電材料の例としては、チタン酸バリウムおよびジルコン酸チタン酸鉛が挙げられる。

近年、鉛含有デバイスの毒性やEU内でのRoHS指令への環境に関する懸念が高まっているため、鉛フリー圧電材料の開発が推進されています。今日まで、新しい無鉛圧電材料を開発するためのこのイニシアチブは、より環境的に安全な様々な新しい圧電材料をもたらした。