압전 효과(Piezo electricity)란

- Piezo electricity (압전기), 압전효과

- 유전 분극 (dielectric polarization)

- 압전효과 적용 예시

- Material 종류

 

 Piezo electricity (압전기), 압전효과

 

기계적 일그러짐을 가함으로써 유전 분극을 일으키는 현상 (기계적 힘으로 전기적 에너지 발생)

: 결정구조에 stress를 가하여 한쪽으로 음전하를 모으고 다른 한쪽으로 양전하를 모으게 되면, 전류가 흐르도록 할 수 있다. (stress의 방향, 세기에 따라 변할 것이다.)

반대로 유전 분극으로 인해 기계적 일그러짐이 일어나는 것을 역압전이라 한다. (전자기 작용으로 기계적 에너지 발생)

 

편극이 기계적 힘을 가해주었을 때 변화한다는 것은. 쌍극자를 유발하는 주변 환경의 변화에 의해 쌍극자가 재배열되어 일어나거나, 외부 응력의 영향으로 분자가 배열된 방향이 변화하여 쌍극자 모멘트의 방향이 바뀌어서 일어난다. 따라서 압전효과는 결정에서의 편극의 방향과 크기, 결정의 대칭성이 가해준 기계적 응력에 의해 변하면서 일어난다.

편극의 변화는 결정면의 표면 전하 밀도의 변화, 결정면 사이에 존재하는 전기장의 변화로 나타난다.

 

 유전 분극 (dielectric polarizaion)

 

전기적으로 중성을 띠는 *유전체가 외부의 전기장에 의하여 분극이 되는 현상. 유전체에 전기장을 가하면 전자와 핵 간에 서로의 위치 변위(전자나 원자의 분극, 이온의 이동 혹은 쌍극자 모멘트를 갖는 분자의 회전)가 생겨 외관상으로는 + - 의 양극을 갖게 된다.

*표시 한 유전체에 대한 추가 포스팅

2020/03/27 - [정리, 공부해요/전기, 전자, 통신] - 축전기(capacitor)에 사용되는 유전체에 대해

축전기(capacitor)에 사용되는 유전체에 대해

 

 압전효과 적용 예시

 

압전효과

센서: 외부 자극을 전기 시그널로 바꿔 센싱

라이터: 압전효과로 생긴 전기적 스파크로 가스를 연소

 

역압전효과

엑츄에이터: 전기 시그널을 주어 mechanical 아웃풋 생성

소니케이터(Sonicator): 자세한 원리는 아래 포스팅링크에 있습니다.

2020/03/25 - [정리, 공부해요/연구 장비] - 소니케이터(sonicator) 원리

소니케이터(sonicator) 원리

 

 Material 종류

 

Monocrystalline인 quartz, tourmaline, Rochelle salt

Polycrystalline인 barium titanate (BaTiO3), lead zirconate titanate (PZT)가 좀 더 큰 효과를 낸다. PZT가 가장 널리 쓰이는 material.