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セラミック発振子(セラロック)圧电体セラミックスとは

セラミック発振子(セラロック®)の基础知识

机械的エネルギーを电気的エネルギーに変えたり、逆に电気的エネルギーを机械的エネルギーに変换できるものを圧电体といいます。つまり、电圧をかけると伸び缩みし、逆に力を加えると电圧を発生するものが圧电体です。
セラミックスは一般的に細かい結晶の集まりで、1つ1つの結晶は正の電荷を持つ原子と負の電荷を持つ原子から構成されています。セラミックスの多くはこの正の電荷と負の電荷のつりあいが取れた状態になっています。しかし、誘電体セラミックスのなかには、強誘電体と言って、自然状態でも、結晶中の正負の電荷のつりあいが取れておらず、電荷の偏り (自発分極) を生じているものがあります。

ランダム极性轴の多结晶 ランダム极性轴の多结晶

焼き固めたばかりの强诱电体セラミックスでは、この自発分极の向きがバラバラで、セラミックス全体としては、见かけ上、电荷の偏りがないように见えます。ところが、これに高い电圧を加えると、自発分极の向きが一様の方向にそろい、电圧を取り除いても元に戻らなくなります。このように自発分极の向きをそろえることを分极処理といいます。

polarization gif cartoon film

強誘電体セラミックスに分極処理を行うと、圧電体セラミックスが誕生します。 圧電体セラミックスに外部から電圧を加えると、セラミックス内部の正負それぞれの電荷の中心が外部電荷と引き合ったり、しりぞけ合ったりして、セラミックス本体が伸びたり縮んだりします。

causing the ceramics to expand or contract gif cartoon film

また、圧电体セラミックスに圧力を加えると、片面は正の、他面は负の电荷が现れます。逆に引っ张ると、両面には、圧力を加えたときとは反対の电荷が発生します。このように圧电体セラミックスは结晶の分极を利用して、电気エネルギーと机械エネルギーの交换を行います。

mutual conversion between electric energy and mechanical energy gif cartoon film

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