دیسک‌های سرامیکی پیزوالکتریک

دیسک‌های سرامیکی پیزوالکتریک

دیسک‌های سرامیکی پیزوالکتریک یکی از انواع مواد پیشرفته‌ای هستند که به دلیل ویژگی‌های خاص خود در طیف

وسیعی از کاربردهای صنعتی و علمی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این دیسک‌ها از ترکیب مواد سرامیکی خاصی

ساخته می‌شوند که قابلیت تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی و بالعکس را دارند. این ویژگی‌ ها ناشی از

خواص پیزوالکتریک مواد سرامیکی است که به تغییرات الکتریکی در پاسخ به اعمال فشار یا تغییر شکل فیزیکی

می‌انجامد.

پدیده‌ی پیزوالکتریک

به پدیده ای گفته می شود که در آن مواد خاص، تحت تاثیر تنش‌های مکانیکی، بارهای الکتریکی تولید می‌کنند.

این پدیده در دیسک های سرامیکی،که معمولاً از سرامیک‌های دی‌پلاریزه مانند تیتانات سرب (PZT) ساخته می‌

شوند،به خوبی بروز می‌کند. ساختار کریستالی این سرامیک‌ها باعث می‌شود که وقتی فشار یا نیرو به سطح

دیسک وارد می‌شود،بار های الکتریکی در سطح آن شکل بگیرد و بالعکس، با اعمال یک میدان الکتریکی،تغییر

شکل فیزیکی در دیسک مشاهده شود.پیزوسرامیک‌های دیسکی در صنعت و فناوری‌ های مختلف کاربرد دارند.

 یکی از مهم‌ترین کاربرد های این دیسک‌ ها درحسگرها و محرک‌ها است.در حسگرها،این دیسک‌ ها به‌ عنوان

عنصر اصلی برای تبدیل انرژی مکانیکی به سیگنال‌ های الکتریکی استفاده می‌شوند . برای مثال ، در سنسور

 های فشار، ارتعاشات یا تغییرات نیرو به تغییرات ولتاژ تبدیل می‌شود که توسط سیستم‌ های الکترونیکی قابل

اندازه‌گیری است.در محرک‌ها نیز این دیسک‌ها می‌توانند با دریافت سیگنال‌های الکتریکی، تغییرات فیزیکی ایجاد

کرده و در عملگرها یا ترانسدیوسرها استفاده شوند.این دیسک‌ ها همچنین در فناوری‌های صوتی و لرزه‌ای به

کارمی‌روند. در دستگاه‌هایی مانند بلندگوها یا میکروفن‌ها ،دیسک‌های پیزوالکتریک می‌توانند با تبدیل سیگنال‌

های الکتریکی به ارتعاشات صوتی یا بالعکس، عملکردی دقیق و موثر داشته باشند.

دیسک‌های سرامیکی پیزوالکتریک در شستشوی قطعات الکترونیکی:

در صنعت الکترونیک،پیزوالکتریک‌های سرامیکی برای تمیز کردن دقیق قطعات حساس الکترونیکی مانند بردهای

 مدار چاپی، تراشه‌ها و دیگر اجزای کوچک استفاده می‌ شوند . امواج اولتراسونیک تولید شده توسط این پیزو

الکتریک‌ها قادر به از بین بردن آلاینده‌ ها و ذرات گرد و غبار از سطوح دقیق و پیچیده است بدون آن که به قطعات

آسیب برساند.

شستشوی تجهیزات پزشکی:

در تجهیزات پزشکی، پیزوسرامیک‌های دیسکی به‌طور گسترده‌ای در شستشوی دقیق ابزار های جراحی و

تجهیزات پزشکی مانند سوزن‌ها، لوازم آزمایشگاهی و تجهیزات دندان‌پزشکی استفاده می‌شوند. این فناوری

به‌ ویژه در  فرآیند هایی که نیاز به شستشوی ضد عفونی دقیق و بدون آسیب به تجهیزات دارد،بسیار مؤثر

است . پیزوالکتریک‌ های سرامیکی التراسونیک ماهی‌یاب‌ها یکی از اجزای حیاتی در سیستم‌های اولتراسو

نیک هستند که برای شناسایی و موقعیت‌ یابی ماهی‌ها یا دیگر موجودات آبزی در زیر آب به کار می‌ روند.

این دستگاه‌ها معمولاً از پیزوسرامیک‌های دیسکی با ویژگی‌های خاصی استفاده می‌کنند که می‌ توانند

امواج صوتی با فرکانس بالا تولید کرده و این امواج را برای شناسایی موجودات زیر آب دریافت کنند. در زیر

به برخی از مشخصات پیزوسرامیک‌های دیسکی استفاده شده در این دستگاه‌ها پرداخته می‌شود.

ویژگی‌های پیزوالکتریک‌های سرامیکی ماهی‌یاب:

ترکیب ماده سرامیکی:

معمولاً پیزوالکتریک‌ های سرامیکی در ماهی‌یاب‌ ها از مواد سرامیکی پیزوالکتریک با ویژگی‌ های خاص

مانند تیتانات سرب  (PZT)  ساخته می‌شوند . این ماده قادر است به خوبی امواج اولتراسونیک را تولید

کرده و همچنین توانایی تبدیل سیگنال‌های صوتی بازگشتی به سیگنال‌های الکتریکی را دارد.

فرکانس کارکرد بالا:

پیزوسرامیک‌های دیسکی به‌طور معمول در فرکانس‌های بالا برای تولید امواج اولتراسونیک استفاده می‌

شوند. فرکانس این امواج معمولاً بین 20 کیلوهرتز تا چند مگاهرتز متغیر است. این امواج به دلیل ویژگی‌

های صوتی که در آب دارند، می‌توانند برای شناسایی موقعیت ماهی‌ها و دیگر موجودات دراعماق مختلف

آب مورد استفاده قرار گیرند.

پاسخ‌دهی سریع:

پیزوسرامیک‌های دیسکی توانایی پاسخ‌دهی سریع به تغییرات الکتریکی و مکانیکی دارند. این ویژگی باعث

می‌شود که ماهی‌یاب‌ها قادر به ارسال و دریافت امواج اولتراسونیک با سرعت و دقت بالا باشند. این امر

برای شبیه‌سازی دقیق‌تر موقعیت و حرکت ماهی‌ها ضروری است.