Was ist piezoelektrische Keramik?

Piezlelektrische Keramiksind eine Art Funktionsmaterial, das mechanische Energie und elektrische Energie ineinander umwandeln kann. Der piezoelektrische Effekt ist eine Eigenschaft, die einige Kristall- und piezoelektrische Keramiken haben. Wenn die Last in einem Dielektrikum belastet wird, so dass eine Polarisation erzeugt wird, und auf seiner Oberfläche tritt eine Trennung von positiver und negativer Ladung auf. Wenn die äußere Kraft entfernt wird und die Polarisation nicht verschwindet, spricht man von einem positiven piezoelektrischen Effekt. Wenn dagegen die dielektrische Polarisationsrichtung des Anlegens eines elektrischen Feldes verformt wird, wird das Dielektrikum verformt, aber wenn das elektrische Feld entfernt wird und auch die dielektrische Verformung verschwindet, wird dieses Phänomen als inverser piezoelektrischer Effekt oder als elektrostriktives Phänomen bezeichnet.
Piezokeramik aus Blei-Zirkonat-Titanat (PZT) ist die am weitesten verbreitete, kann effektiv die Umwandlung von mechanischer Energie und elektrischer Energie erreichen, so dass sie in der modernen Industrie einen breiten Anwendungsbereich hat und 70% der Gesamtleistung piezoelektrischer Keramiken einnimmt .
Da piezoelektrische PZT-Keramiken eine große Menge an Pb enthalten, hat dies außerdem negative Auswirkungen auf die ökologische Umgebung. Daher ist es der Schlüsselpunkt der piezoelektrischen Keramikforschung, die geeigneten bleifreien Materialien zu finden, die die piezoelektrischen PZT-Keramiken ersetzen.