استفاده از سرامیک های مدرن و خاصیت پیزوالکتریک برای پیشرفت تکنولوژی

pooneh.p

عضو جدید
بسیاری از دستگاه های الکترونیکی مهمی که امروزه توسط مردم مورد استفاده قرار می گیرند، بدون وجود سرامیک ممکن نخواهند بود. تحقیق جدیدی که در مجله ی انجمن سرامیک امریکا چاپ شده است، کاربرد مواد سرامیکی را در توسعه ی دستگاه های تکنولوژیکی، شامل ارتباطات سیار و تصویربرداری فراصوت، نشان می دهد.
به گزارش خبرگزاری برق، الکترونیک و کامپیوتر ایران (الکترونیوز) و به نقل از ساینس دیلی، محققین، به رهبری پال مورالت از موسسه ی تکنولوژی فدرال سوئیس، محدوده ی مواد سرامیکی را مرور کرده و نقش حیاتی را که مواد پیزوالکتریک در پیشرفت تکنولوژی بازی می کنند، مورد بررسی قرار دادند.
موادپیزوالکتریک، مواد سرامیکی وظیفه داری هستند که نقش ویژه ای را در ارتباطات راه دور و تصویربرداری فراصوت بازی می کنند چرا که این قابلیت را دارند که سیگنال های الکتریکی را به شکل کارامدی به نوسانات مکانیکی تبدیل نمایند و برعکس.
پیزوالکتریسیته به توانائی برخی از مواد، عمدتا کریستال ها و سرامیک ها، برمی گردد که در هنگام فشردگی می توانند الکتریسیته تولید نمایند. در طول بیست سال گذشته، سیستم های میکروالکترومکانیکی (MEMS) تبدیل به یک تکنولوژی تثبیت شده با کاربردهای فراوان شده اند.
این تکنولوژی در ترکیب با صفحات پیزوالکتریک (پیزو-MEMS) منجر به کسب مزایای مهمی می شود. خاصیت الکترومکانیکی ذاتی پیزو-MEMS مبتنی بر صفحات نازک AIN که از تحول ایجاد شده در تکنولوژی تلفن همراه ناشی می شود، امکان ایجاد تلفن های همراه کوچک تر و کاهش شدت تشعشع مایکرویو را فراهم می آورد.
در بین مواد صفحات نازک پیزوالکتریک، PZT اخیرا بیشتر نویدبخش بوده و احتمالا برای کاربردهای در حجم انبوده مورد استفاده قرار خواهد گرفت. انتظار می رود هدهای جوهر افشان پرینت که دارای کیفیت بسیار بالا می باشند، گام بزرگ بعدی در پیزو-MEMS باشند. استفاده از PZT MEMS در سنسورهای حرکتی، سنسورهای لرزشی، و آینه های نوری، درایوهای گرداننده ی ساعت مچی، و زنگ اخبارها در فرکانس های متفاوت امکان پذیر می باشد.
نویسندگان این مقاله می گویند: "کاربردهای بسیار دیگری طی تحقیقات بوجود خواهد آمد، مانند مهار انرژی، سیستم های نوسانی برای ساعت ها، آرایه های آیینه ای، و اسکنرها."


 
آخرین ویرایش توسط مدیر:

mtehrangroup

عضو جدید
لزوم نگاه دقیق‌تر مهندسان عزیز

لزوم نگاه دقیق‌تر مهندسان عزیز

عده‌ای از دوستان اخبار مربوط به سرامیک را از دیگر منایع خبری نقل قول کرده و متاسفانه این دوستان خود این خبرها را دقیق مطالعه نمی‌کنند و صرفاً با دیدن نامی از سرامیک و یا کاربرد آن هیجان زده شده و بی‌آنکه خبر را دقیق مطالعه کنند اقدام به انتشار آن در فروم‌ها و سایت‌های دیگر می‌کنند.
حال به تیتر تاپیک توجه کنید "استفاده از سرامیک های مدرن و خاصیت فیزوالکتریک برای پیشرفت تکنولوژی" و متاسفانه کلمه فیزوالکتریک!!! بارها در متن تاپیک هم تکرار شده. دوستان این یک زنگ خطر است. آیا واقعاً نویسنده این تاپیک نمیدانست که چیزی به عنوان فیزوالکتریک وجود ندارد؟! یا خبر را نخوانده بود؟! چون حتی در متن این خبر به تعریف فیزوالکتریک پرداخته است. آیا از خود هم این تعریف هم متوجه نشدند که این خاصیت فیزوالکتریک نیست و بلکه پیزوالکتریک است. اشکال من به نویسنده خبر نیست، چون این خبر یک ترجمه است و احتمالاً مترجم منبع منتشر کننده خبر یک سرامیست نبوده است و اینگونه ترجمه کرده است. ایراد من به دوست عزیزی است که با توجه به سرامیست بودن اقدام به انتشار این خبر نموده و حتی آن را اصلاح نکرده است (متاسفانه Copy...Paste).
ایراد دیگر من به دوستان بسیاری است که با توجه به بازدید از این تاپیک تا کنون متوجه این مورد نشده و یا اگر هم شده‌اند اقدام به اصلاح آن نکرده‌اند. همچنین مدیران این بخش که متاسفانه نسبت به ویرایش علمی مطالب توجه بایسته‌ای نداشته‌اند.
شاید متن بنده کمی تند بود، عذر میخواهم از دوستانی که شاید از ادبیات تند بنده آزرده خاطر شدند، اما باور کنید که بسیار ناراحت کننده است که تاپیکی با وجود چنین اشتباهی تا کنون بدون ویرایش مانده و هیچ یک از دوستان نسبت به اصلاح آن حرفی نزده‌اند.

یک مهندس واقعی هرگز حرف بدون سندی را بر زبان نمی‌راند.

حال اقدام به تعریفی از خاصیت پیزوالکتریسیته در مواد میکنم که برگرفته از وبلاگ گروه علم و مهندسی مواد تهران می‌باشد:

اثر پیزوالکتریک
اثر پیزوالکتریک، قابلیت بعضی مواد برای تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی و تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی است. مانند تولید اختلاف پتانسیل الکتریکی در برخی کریستال های نارسانا مثل کوارتز تحت کشش یا فشار. علامت پتانسیل های دو وجه کریستال در دو حالت فشردگی یا کشیدگی معکوس هم ارزند و هر چه میزان فشار یا کشش بیشتر باشد، اختلاف پتانسیل تولید شده بیشتر است. اثر معکوس پیزوالکتریک نیز در این معنی تغییر شکل آنها بر اثر اعمال اختلاف پتانسیل الکتریکی بین دو وجه روبروی آن ها است. اگر دو وجه روبرویی در یک هر یک از این کریستال ها را به اختلاف پتانسیل متناوب الکتریکی وصل کنیم، تغییر شکل متناوبی در آن رخ می‌دهد و به ارتعاش در می‌آید. شرط ضروري براي پيزوالکتريک بودن يک کريستال، عدم وجود تقارن مرکزي در ساختار کريستالي است. ترکيبات سرب- زيرکونات- تيتانات PZT با ساختار پروسکايت، ZnO و کوارتز مثالهايي از مواد پيزوالکتريک هستند. پیزوالکتریک ها به صورت وسیعی برای تبدیل انرژی مکانیکی ([SUB]تنش[/SUB]T و [SUB]کرنش[/SUB]S) به انرژی الکتریکی ([SUB]میدان الکتریکی[/SUB]E و [SUB]چگالی شار[/SUB]D) و بالعکس مورد استفاده قرار می گیرند. زمانی که پلاریزاسیون یک کرنش بصورت موازی با جهت یک میدان الکتریکی یا یک تنش بوجود آید، معادله های پیزوالکتریک که با این مقدارهای کمی مرتبط هستند عبارتند از: S= S[SUP]E[/SUP]T + d[SUB]33[/SUB]E D= d[SUB]33[/SUB]T + ε[SUP]T[/SUP]E که در آن S[SUP]E[/SUP]و ε[SUP]T[/SUP] و d[SUB]33[/SUB] به ترتیب پذیرش الاستیک پذیری (معکوس ضریب یانگ) در یک میدان الکتریکی ثابت E دی الکتریک در یک تنش ثابت T و ضریب پیزوالکتریک (CN[SUP]1-[/SUP]) است. d[SUB]33[/SUB] نشانگر کششی است که بوسیله ی یک میدان الکتریکی واحد بدون تنش بوجود می آید. زمانی که تنش نیز بکار گرفته شود، به منظور برقراری D=0 و حذف پلاریزاسیون، یک میدان الکتریکی ایجاد می شود. اندازه ی میدان الکتریکی با رابطه زیر بیان می شود: E= -(d[SUB]33 [/SUB]/ ε[SUP]T[/SUP])T از سوی دیگر، زمانی که یک میدان الکتریکی بکار می رود به منظور ابقای S=0 یک تنش بوجود می آید و مقدار آن برابر است با: T= -(d[SUB]33[/SUB] / S[SUP]E[/SUP])E در این دو معادله مقادیر ε[SUP]T[/SUP] و S[SUP]E[/SUP] با اعمال تنش و میدان الکتریکی تغییر می کنند. ضریب ترکیب الکترومکانیکی k برای اندازه گیری میزان تاثیر تبدیل انرژی های مکانیکی و الکتریکی بکار می رود. از نسبت انرژی الکتریکی بکار رفته (ε[SUP]T[/SUP]E[SUP]2[/SUP] / 2) به انرژی مکانیکی ایجاد شده (S[SUP]E[/SUP]T[SUP]2[/SUP] / 2) این رابطه بدست می آید: K[SUP]2[/SUP][SUB]33[/SUB]= d[SUP]2[/SUP][SUB]33[/SUB] / SE ԐT بسیاری از بلورهای فروالکتریک نیز ضریب پیزوالکتریک بسیار مناسبی از خود نشان می دهند
 

m4material

مدیر تالار مهندسی مواد و متالورژی
مدیر تالار
عده‌ای از دوستان اخبار مربوط به سرامیک را از دیگر منایع خبری نقل قول کرده و متاسفانه این دوستان خود این خبرها را دقیق مطالعه نمی‌کنند و صرفاً با دیدن نامی از سرامیک و یا کاربرد آن هیجان زده شده و بی‌آنکه خبر را دقیق مطالعه کنند اقدام به انتشار آن در فروم‌ها و سایت‌های دیگر می‌کنند.
حال به تیتر تاپیک توجه کنید "استفاده از سرامیک های مدرن و خاصیت فیزوالکتریک برای پیشرفت تکنولوژی" و متاسفانه کلمه فیزوالکتریک!!! بارها در متن تاپیک هم تکرار شده. دوستان این یک زنگ خطر است. آیا واقعاً نویسنده این تاپیک نمیدانست که چیزی به عنوان فیزوالکتریک وجود ندارد؟! یا خبر را نخوانده بود؟! چون حتی در متن این خبر به تعریف فیزوالکتریک پرداخته است. آیا از خود هم این تعریف هم متوجه نشدند که این خاصیت فیزوالکتریک نیست و بلکه پیزوالکتریک است. اشکال من به نویسنده خبر نیست، چون این خبر یک ترجمه است و احتمالاً مترجم منبع منتشر کننده خبر یک سرامیست نبوده است و اینگونه ترجمه کرده است. ایراد من به دوست عزیزی است که با توجه به سرامیست بودن اقدام به انتشار این خبر نموده و حتی آن را اصلاح نکرده است (متاسفانه Copy...Paste).
ایراد دیگر من به دوستان بسیاری است که با توجه به بازدید از این تاپیک تا کنون متوجه این مورد نشده و یا اگر هم شده‌اند اقدام به اصلاح آن نکرده‌اند. همچنین مدیران این بخش که متاسفانه نسبت به ویرایش علمی مطالب توجه بایسته‌ای نداشته‌اند.
شاید متن بنده کمی تند بود، عذر میخواهم از دوستانی که شاید از ادبیات تند بنده آزرده خاطر شدند، اما باور کنید که بسیار ناراحت کننده است که تاپیکی با وجود چنین اشتباهی تا کنون بدون ویرایش مانده و هیچ یک از دوستان نسبت به اصلاح آن حرفی نزده‌اند.

یک مهندس واقعی هرگز حرف بدون سندی را بر زبان نمی‌راند.

حال اقدام به تعریفی از خاصیت پیزوالکتریسیته در مواد میکنم که برگرفته از وبلاگ گروه علم و مهندسی مواد تهران می‌باشد:

اثر پیزوالکتریک
اثر پیزوالکتریک، قابلیت بعضی مواد برای تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی و تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی است. مانند تولید اختلاف پتانسیل الکتریکی در برخی کریستال های نارسانا مثل کوارتز تحت کشش یا فشار. علامت پتانسیل های دو وجه کریستال در دو حالت فشردگی یا کشیدگی معکوس هم ارزند و هر چه میزان فشار یا کشش بیشتر باشد، اختلاف پتانسیل تولید شده بیشتر است. اثر معکوس پیزوالکتریک نیز در این معنی تغییر شکل آنها بر اثر اعمال اختلاف پتانسیل الکتریکی بین دو وجه روبروی آن ها است. اگر دو وجه روبرویی در یک هر یک از این کریستال ها را به اختلاف پتانسیل متناوب الکتریکی وصل کنیم، تغییر شکل متناوبی در آن رخ می‌دهد و به ارتعاش در می‌آید. شرط ضروري براي پيزوالکتريک بودن يک کريستال، عدم وجود تقارن مرکزي در ساختار کريستالي است. ترکيبات سرب- زيرکونات- تيتانات PZT با ساختار پروسکايت، ZnO و کوارتز مثالهايي از مواد پيزوالکتريک هستند. پیزوالکتریک ها به صورت وسیعی برای تبدیل انرژی مکانیکی ([SUB]تنش[/SUB]T و [SUB]کرنش[/SUB]S) به انرژی الکتریکی ([SUB]میدان الکتریکی[/SUB]E و [SUB]چگالی شار[/SUB]D) و بالعکس مورد استفاده قرار می گیرند. زمانی که پلاریزاسیون یک کرنش بصورت موازی با جهت یک میدان الکتریکی یا یک تنش بوجود آید، معادله های پیزوالکتریک که با این مقدارهای کمی مرتبط هستند عبارتند از: S= S[SUP]E[/SUP]T + d[SUB]33[/SUB]E D= d[SUB]33[/SUB]T + ε[SUP]T[/SUP]E که در آن S[SUP]E[/SUP]و ε[SUP]T[/SUP] و d[SUB]33[/SUB] به ترتیب پذیرش الاستیک پذیری (معکوس ضریب یانگ) در یک میدان الکتریکی ثابت E دی الکتریک در یک تنش ثابت T و ضریب پیزوالکتریک (CN[SUP]1-[/SUP]) است. d[SUB]33[/SUB] نشانگر کششی است که بوسیله ی یک میدان الکتریکی واحد بدون تنش بوجود می آید. زمانی که تنش نیز بکار گرفته شود، به منظور برقراری D=0 و حذف پلاریزاسیون، یک میدان الکتریکی ایجاد می شود. اندازه ی میدان الکتریکی با رابطه زیر بیان می شود: E= -(d[SUB]33 [/SUB]/ ε[SUP]T[/SUP])T از سوی دیگر، زمانی که یک میدان الکتریکی بکار می رود به منظور ابقای S=0 یک تنش بوجود می آید و مقدار آن برابر است با: T= -(d[SUB]33[/SUB] / S[SUP]E[/SUP])E در این دو معادله مقادیر ε[SUP]T[/SUP] و S[SUP]E[/SUP] با اعمال تنش و میدان الکتریکی تغییر می کنند. ضریب ترکیب الکترومکانیکی k برای اندازه گیری میزان تاثیر تبدیل انرژی های مکانیکی و الکتریکی بکار می رود. از نسبت انرژی الکتریکی بکار رفته (ε[SUP]T[/SUP]E[SUP]2[/SUP] / 2) به انرژی مکانیکی ایجاد شده (S[SUP]E[/SUP]T[SUP]2[/SUP] / 2) این رابطه بدست می آید: K[SUP]2[/SUP][SUB]33[/SUB]= d[SUP]2[/SUP][SUB]33[/SUB] / SE ԐT بسیاری از بلورهای فروالکتریک نیز ضریب پیزوالکتریک بسیار مناسبی از خود نشان می دهند
ممنون دوست عزيز از حسن توجهتون
پست اول ويرايش شد
مطمئنا مديران هم نميتونن به همه پستهاي ارسالي نگاه بندازن، وجود دوستاني مثل شما ميتونه باعث رونق تالار از لحاظ كمي و كيفي بشه
فقط خواهشا اينقدر تبليغ نكنيد،اين براي بار چندمه كه دارم عرض ميكنم
موفق باشيد
ياحق
 
بالا