Пьезоэлектричество

Пьезоэлектрический баланс , представленный Пьер Кюри в Кельвин , Hunterian музей, Глазго

Пьезоэлектричество - это электрический заряд, который накапливается в определенных твердых материалах (таких как кристаллы , определенная керамика и биологические вещества, такие как кости, ДНК и различные белки ) ^[1] в ответ на приложенное механическое напряжение . Слово пьезоэлектричество означает электричество, возникающее в результате давления и скрытого тепла. Оно происходит от греческого слова πιέζειν ; пьезеин , что означает сжимать или давить, и ἤλεκτρον ēlektron , что означает янтарь , древний источник электрического заряда.^[2]^[3] Французские физики Жак и Пьер Кюри открыли пьезоэлектричество в 1880 году.^[4]

Пьезоэлектрический эффект является результатом линейного электромеханического взаимодействия между механическим и электрическим состояниями в кристаллических материалах без инверсионной симметрии . ^[5] Пьезоэлектрический эффект является обратимым процессом : материалы, демонстрирующие пьезоэлектрический эффект (внутреннее генерирование электрического заряда в результате приложенной механической силы ), также демонстрируют обратный пьезоэлектрический эффект, внутреннее генерирование механической деформации в результате приложенного электрического поля. . Например, цирконат титанат свинцакристаллы будут генерировать измеримое пьезоэлектричество, когда их статическая структура деформируется примерно на 0,1% от первоначального размера. И наоборот, те же самые кристаллы изменят примерно 0,1% своего статического размера, когда к материалу приложено внешнее электрическое поле. Обратный пьезоэлектрический эффект используется при создании ультразвуковых звуковых волн. ^[6]

Пьезоэлектричество используется в ряде полезных приложений, таких как производство и обнаружение звука, пьезоэлектрическая струйная печать , генерация высокого напряжения, тактовый генератор в электронике, микровесы , для управления ультразвуковым соплом и ультратонкая фокусировка оптических узлов. Он составляет основу ряда научных инструментальных методов с атомным разрешением, сканирующих зондовых микроскопов , таких как СТМ , АСМ , MTA и SNOM . Он также находит повседневное применение, например, в качестве источника зажигания для зажигалок , пуш-старт.пропан барбекю , используемый в качестве опорного источника времени в кварцевых часах , а также в амплификации пикапах для некоторых гитар и триггеров в большинстве современных электронных барабанов . ^[7]^[8]

История [ править ]

Открытие и ранние исследования [ править ]

Пироэлектрический эффект , с помощью которого материал генерирует электрический потенциал в ответ на изменение температуры, был изучен Карлом Линнея и Эпинусом в середине 18 - го века. Опираясь на это знание, и Рене Жюст Хай, и Антуан Сезар Беккерель постулировали связь между механическим напряжением и электрическим зарядом; однако эксперименты обоих оказались безрезультатными. ^[9]

Вид пьезокристалла в верхней части компенсатора Кюри в Музее Шотландии.

Впервые прямой пьезоэлектрический эффект был продемонстрирован в 1880 году братьями Пьером Кюри и Жаком Кюри . ^[10] Они объединили свои знания о пироэлектричестве с пониманием основных кристаллических структур, которые привели к пироэлектричеству, чтобы предсказать поведение кристаллов, и продемонстрировали эффект, используя кристаллы турмалина , кварца , топаза , тростникового сахара и соли Рошеля (тартрат натрия и калия тетрагидрат). Кварц и соль Рошеля показали наибольшее пьезоэлектричество.

Пьезоэлектрический диск при деформации генерирует напряжение (изменение формы сильно преувеличено).

Однако Кюри не предсказал обратный пьезоэлектрический эффект. Обратный эффект был математически выведен из фундаментальных термодинамических принципов Габриэлем Липпманом в 1881 году. ^[11] Кюри немедленно подтвердили существование обратного эффекта, ^[12] и продолжили получать количественное доказательство полной обратимости электроэластомеханики. деформации в пьезоэлектрических кристаллах.

В течение следующих нескольких десятилетий пьезоэлектричество оставалось чем-то вроде лабораторного любопытства, хотя оно было жизненно важным инструментом в открытии полония и радия Пьером и Мари Кюри в 1898 году. Была проделана дополнительная работа по исследованию и определению кристаллических структур, демонстрирующих пьезоэлектричество. Это привело в 1910 году с публикацией Вольдемара Фойгта «ы Lehrbuch дер Kristallphysik ( Учебник по физике Кристал ), ^[13] , который описал 20 природных кристаллов классы способны пьезоэлектричества, и строго определены пьезоэлектрические константы с помощью анализа тензор .

Первая мировая война и послевоенное [ править ]

Первым практическим применением пьезоэлектрических устройств был гидролокатор , впервые разработанный во время Первой мировой войны . Во Франции в 1917 году Поль Ланжевен и его сотрудники разработали ультразвуковой детектор подводных лодок . ^[14] Детектор состоял из преобразователя , сделанного из тонких кристаллов кварца, аккуратно приклеенных между двумя стальными пластинами, и гидрофона для обнаружения отраженного эха . Посредством излучения высокочастотного импульса от преобразователя и измерения количества времени, необходимого для того, чтобы услышать эхо от звуковых волн, отражающихся от объекта, можно рассчитать расстояние до этого объекта.

Использование пьезоэлектричества в гидролокаторах и успех этого проекта вызвали большой интерес разработчиков к пьезоэлектрическим устройствам. В течение следующих нескольких десятилетий были исследованы и разработаны новые пьезоэлектрические материалы и новые применения для этих материалов.

Пьезоэлектрические устройства нашли применение во многих областях. Керамические картриджи для фонографа упростили конструкцию проигрывателя, были дешевыми и точными, а также сделали проигрыватели дешевле в обслуживании и облегчили сборку. Разработка ультразвукового преобразователя позволила легко измерять вязкость и эластичность жидкостей и твердых тел, что привело к огромным успехам в исследованиях материалов. Ультразвуковые рефлектометры во временной области (которые посылают ультразвуковой импульс через материал и измеряют отражения от неоднородностей) могут обнаруживать дефекты внутри литых металлических и каменных предметов, повышая безопасность конструкции.

Вторая мировая война и послевоенное [ править ]

Во время Второй мировой войны независимые исследовательские группы в США , России и Японии открыли новый класс синтетических материалов, названных сегнетоэлектриками , пьезоэлектрические постоянные которых во много раз выше, чем у природных материалов. Это привело к интенсивным исследованиям по разработке материалов из титаната бария, а затем и цирконата титаната свинца со специфическими свойствами для конкретных применений.

Один значительный пример использования пьезоэлектрических кристаллов был разработан Bell Telephone Laboratories. После Первой мировой войны Фредерик Р. Лак, работавший в отделе радиотелефонии в инженерном отделе, разработал кристалл "AT-cut", кристалл, работающий в широком диапазоне температур. Кристалл Лака не нуждался в тяжелых аксессуарах, которые использовались ранее, что облегчало его использование на самолетах. Эта разработка позволила военно-воздушным силам союзников проводить скоординированные массовые атаки с использованием авиационного радио.

Разработка пьезоэлектрических устройств и материалов в Соединенных Штатах велась в рамках компаний, занимавшихся разработкой, в основном из-за того, что эта область зародилась в военное время, и в интересах получения прибыльных патентов. Первыми были разработаны новые материалы - кристаллы кварца были первым пьезоэлектрическим материалом, использовавшимся в коммерческих целях, но ученые искали материалы с более высокими характеристиками. Несмотря на достижения в области материалов и совершенствование производственных процессов, рынок Соединенных Штатов не рос так быстро, как рынок Японии. Без множества новых приложений рост пьезоэлектрической промышленности США пострадал.

Напротив, японские производители делились своей информацией, быстро преодолевая технические и производственные проблемы и создавая новые рынки. В Японии Иссак Кога разработал термостойкую огранку кристаллов . Японские усилия в области исследования материалов позволили создать пьезокерамические материалы, конкурентоспособные по сравнению с материалами США, но свободные от дорогостоящих патентных ограничений. Основные японские пьезоэлектрические разработки включали новые конструкции пьезокерамических фильтров для радиоприемников и телевизоров, пьезозуммеры и преобразователи звука, которые можно подключать напрямую к электронным схемам, и пьезоэлектрический воспламенитель., который генерирует искры для систем зажигания небольших двигателей и зажигалок для газовых грилей за счет сжатия керамического диска. Ультразвуковые преобразователи, которые передают звуковые волны через воздух, существовали довольно давно, но впервые нашли широкое коммерческое использование в ранних телевизионных пультах дистанционного управления. Эти преобразователи теперь устанавливаются на нескольких моделях автомобилей в качестве эхолокационного устройства, помогая водителю определять расстояние от автомобиля до любых объектов, которые могут оказаться на его пути.

Механизм [ править ]

Пьезоэлектрическая пластина, используемая для преобразования звукового сигнала в звуковые волны

Природа пьезоэлектрического эффекта тесно связана с возникновением электрических дипольных моментов в твердых телах. Последний может быть вызван ионами на узлах кристаллической решетки с асимметричным зарядом (как в BaTiO 3 и PZT ) или может переноситься непосредственно молекулярными группами (как в тростниковом сахаре ). Дипольная плотность или поляризация (размерность [См / м ³ ]) может быть легко рассчитана для кристаллов путем суммирования дипольных моментов на объем кристаллографической элементарной ячейки . ^[15] Поскольку каждый диполь является вектором, дипольная плотностьP - векторное поле . Диполи рядом друг с другом имеют тенденцию выстраиваться в областях, называемых доменами Вейсса. Домены обычно ориентированы случайным образом, но могут быть выровнены с помощью процесса полировки (не такой, как магнитная полировка ), процесса, с помощью которого к материалу прикладывается сильное электрическое поле, обычно при повышенных температурах. Не все пьезоэлектрические материалы можно полюсировать.^[16]

Решающее значение для пьезоэффекта имеет изменение поляризации P при приложении механического напряжения . Это может быть вызвано либо реконфигурацией диполь-индуцирующего окружения, либо переориентацией молекулярных дипольных моментов под влиянием внешнего напряжения. Затем пьезоэлектричество может проявляться в изменении силы поляризации, ее направления или обоих, причем детали зависят от: 1. ориентации P внутри кристалла; 2. симметрия кристалла ; и 3. приложенное механическое напряжение. Изменение P проявляется как изменение плотности поверхностного заряда на гранях кристалла, то есть как изменение электрического поля.распространение между гранями, вызванное изменением дипольной плотности в объеме. Так , например, 1 см ³ куб кварца с 2 кН (500 фунт - сила) от правильно приложенной силы может произвести напряжение 12500 V . ^[17]

Пьезоэлектрические материалы также демонстрируют противоположный эффект, называемый обратным пьезоэлектрическим эффектом , когда приложение электрического поля создает механическую деформацию в кристалле.

Математическое описание [ править ]

Линейное пьезоэлектричество - это совокупный эффект

Линейное электрическое поведение материала:

{\ displaystyle \ mathbf {D} = {\ boldsymbol {\ varepsilon}} \, \ mathbf {E} \ quad \ подразумевает \ quad D_ {i} = \ sum _ {j} \ varepsilon _ {ij} \, E_ {j} \;}

где D - плотность электрического потока ^[18]^[19] ( электрическое смещение ), ε - диэлектрическая проницаемость ( диэлектрическая проницаемость свободного тела), E - напряженность электрического поля , и .

{\ Displaystyle \ набла \ cdot \ mathbf {D} = 0 \, \ ,, \, \ набла \ раз \ mathbf {E} = \ mathbf {0}}

Закон Гука для линейно-упругих материалов:

{\ displaystyle {\ boldsymbol {S}} = {\ mathsf {s}} \, {\ boldsymbol {T}} \ quad \ подразумевает \ quad S_ {ij} = \ sum _ {k, l} {s_ {ijkl }} \, T_ {kl} \;}

где S - линеаризованная деформация , s - податливость в условиях короткого замыкания, T - напряжение , и

\nabla \cdot {\boldsymbol {T}}=\mathbf {0} \,\,,\,{\boldsymbol {S}}={\frac {\nabla \mathbf {u} +\mathbf {u} \nabla }{2}}

,

где u - вектор смещения .

Их можно объединить в так называемые связанные уравнения , форма которых имеет вид деформации-заряда : ^[20]

{\begin{aligned}{\boldsymbol {S}}&={\mathsf {s}}\,{\boldsymbol {T}}+{\mathfrak {d}}^{t}\,\mathbf {E} \ \quad \implies \quad S_{ij}=\sum _{k,l}{s_{ijkl}}\,T_{kl}+\sum _{k}{d_{ijk}^{t}}\,E_{k}\\\mathbf {D} &={\mathfrak {d}}\,{\boldsymbol {T}}+{\boldsymbol {\varepsilon }}\,\mathbf {E} \quad \implies \quad D_{i}=\sum _{j,k}{d_{ijk}}\,T_{jk}+\sum _{j}\varepsilon _{ij}\,E_{j}\,,\end{aligned}}

где - пьезоэлектрический тензор, а верхний индекс t означает его транспонирование. Из - за симметрии , . ${\mathfrak {d}}$ ${\mathfrak {d}}$ $d_{ijk}^{t}=d_{kji}=d_{kij}$

В матричной форме

{\begin{aligned}\{S\}&=\left[s^{E}\right]\{T\}+[d^{\mathrm {t} }]\{E\}\\\{D\}&=[d]\{T\}+\left[\varepsilon ^{T}\right]\{E\}\,,\end{aligned}}

где [ d ] - матрица прямого пьезоэлектрического эффекта, а [ d ^t ] - матрица обратного пьезоэлектрического эффекта. Верхний индекс E указывает на нулевое или постоянное электрическое поле; верхний индекс T указывает на нулевое или постоянное поле напряжений; и верхний индекс т обозначает транспонирование в виде матрицы .

Обратите внимание, что тензор третьего порядка отображает векторы в симметричные матрицы. Нетривиальных инвариантных к вращению тензоров, обладающих этим свойством, не существует, поэтому не существует изотропных пьезоэлектрических материалов. ${\mathfrak {d}}$

Заряд деформации для материала класса кристаллов 4 мм (C _4v ) (например, пьезоэлектрической керамики с поляризацией, такой как тетрагональный PZT или BaTiO ₃ ), а также для класса кристаллов 6 мм также можно записать как (ANSI IEEE 176):

{\begin{bmatrix}S_{1}\\S_{2}\\S_{3}\\S_{4}\\S_{5}\\S_{6}\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}s_{11}^{E}&s_{12}^{E}&s_{13}^{E}&0&0&0\\s_{21}^{E}&s_{22}^{E}&s_{23}^{E}&0&0&0\\s_{31}^{E}&s_{32}^{E}&s_{33}^{E}&0&0&0\\0&0&0&s_{44}^{E}&0&0\\0&0&0&0&s_{55}^{E}&0\\0&0&0&0&0&s_{66}^{E}=2\left(s_{11}^{E}-s_{12}^{E}\right)\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}T_{1}\\T_{2}\\T_{3}\\T_{4}\\T_{5}\\T_{6}\end{bmatrix}}+{\begin{bmatrix}0&0&d_{31}\\0&0&d_{32}\\0&0&d_{33}\\0&d_{24}&0\\d_{15}&0&0\\0&0&0\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}E_{1}\\E_{2}\\E_{3}\end{bmatrix}}

{\begin{bmatrix}D_{1}\\D_{2}\\D_{3}\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}0&0&0&0&d_{15}&0\\0&0&0&d_{24}&0&0\\d_{31}&d_{32}&d_{33}&0&0&0\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}T_{1}\\T_{2}\\T_{3}\\T_{4}\\T_{5}\\T_{6}\end{bmatrix}}+{\begin{bmatrix}{\varepsilon }_{11}&0&0\\0&{\varepsilon }_{22}&0\\0&0&{\varepsilon }_{33}\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}E_{1}\\E_{2}\\E_{3}\end{bmatrix}}

где первое уравнение представляет собой соотношение для обратного пьезоэлектрического эффекта, а второе - для прямого пьезоэлектрического эффекта. ^[21]

Хотя приведенные выше уравнения являются наиболее часто используемой формой в литературе, некоторые комментарии по поводу обозначений необходимы. Обычно D и E - векторы , т. Е. Декартовы тензоры ранга 1; а диэлектрическая проницаемость ε является декартовым тензором ранга 2. Деформация и напряжение, в принципе, также являются тензорами второго ранга . Но обычно, поскольку деформация и напряжение являются симметричными тензорами, индекс деформации и напряжения может быть переименован следующим образом: 11 → 1; 22 → 2; 33 → 3; 23 → 4; 13 → 5; 12 → 6. (В литературе разные авторы могут использовать разные условные обозначения. Например, некоторые используют вместо 12 → 4; 23 → 5; 31 → 6). Вот почему S и Tимеют "векторную форму" из шести компонентов. Следовательно, s оказывается матрицей 6 на 6 вместо тензора ранга 3. Такая переименованная нотация часто называется нотацией Фойгта . Другой вопрос, являются ли компоненты деформации сдвига S ₄ , S ₅ , S ₆ компонентами тензора или инженерными деформациями. В приведенном выше уравнении они должны быть инженерными деформациями, чтобы коэффициент 6,6 матрицы податливости был записан, как показано, т. Е. 2 ( с^E
₁₁ - с^E
₁₂). Инженерные деформации сдвига в два раза превышают значение соответствующего тензорного сдвига, например S ₆ = 2 S ₁₂ и так далее. Это также означает, что s ₆₆ = 1/G ₁₂, где G ₁₂ - модуль сдвига.

Всего существует четыре пьезоэлектрических коэффициента, d _ij , e _ij , g _ij и h _ij, определяемых следующим образом:

{\begin{aligned}d_{ij}&=\left({\frac {\partial D_{i}}{\partial T_{j}}}\right)^{E}&&=\left({\frac {\partial S_{j}}{\partial E_{i}}}\right)^{T}\\e_{ij}&=\left({\frac {\partial D_{i}}{\partial S_{j}}}\right)^{E}&&=-\left({\frac {\partial T_{j}}{\partial E_{i}}}\right)^{S}\\g_{ij}&=-\left({\frac {\partial E_{i}}{\partial T_{j}}}\right)^{D}&&=\left({\frac {\partial S_{j}}{\partial D_{i}}}\right)^{T}\\h_{ij}&=-\left({\frac {\partial E_{i}}{\partial S_{j}}}\right)^{D}&&=-\left({\frac {\partial T_{j}}{\partial D_{i}}}\right)^{S}\\\end{aligned}}

где первый набор из четырех членов соответствует прямому пьезоэлектрическому эффекту, а второй набор из четырех членов соответствует обратному пьезоэлектрическому эффекту. Равенство между прямым пьезоэлектрическим тензором и транспонированным обратным пьезоэлектрическим тензором происходит из соотношений Максвелла термодинамики. ^[22] Для тех пьезоэлектрических кристаллов, для которых поляризация является индуцированной кристаллическим полем типа, был разработан формализм, который позволяет рассчитывать пьезоэлектрические коэффициенты d _ij из электростатических постоянных решетки или постоянных Маделунга более высокого порядка . ^[15]

Кристаллические классы [ править ]

Любой пространственно разделенный заряд приведет к электрическому полю и, следовательно, к электрическому потенциалу . Здесь показан стандартный диэлектрик в конденсаторе . В пьезоэлектрическом устройстве механическое напряжение вместо приложенного извне напряжения вызывает разделение зарядов в отдельных атомах материала.

Из 32 кристаллических классов 21 нецентросимметричный (не имеет центра симметрии), из них 20 демонстрируют прямое пьезоэлектричество ^[23] (21-й - кубический класс 432). Десять из них представляют классы полярных кристаллов ^[24], которые демонстрируют спонтанную поляризацию без механического напряжения из-за ненулевого электрического дипольного момента, связанного с их элементарной ячейкой, и которые демонстрируют пироэлектричество . Если дипольный момент можно изменить, приложив внешнее электрическое поле, материал называется сегнетоэлектриком .

10 классов полярных (пироэлектрических) кристаллов: 1, 2, м, мм2, 4, 4 мм, 3, 3 м, 6, 6 мм.
Остальные 10 классов пьезоэлектрических кристаллов: 222, 4 , 422, 4 2 м, 32, 6 , 622, 6 2 м, 23, 4 3 м.

Для полярных кристаллов, для которых P ≠ 0 сохраняется без приложения механической нагрузки, пьезоэлектрический эффект проявляется в изменении величины или направления P или обоих.

Для неполярных, но пьезоэлектрических кристаллов, с другой стороны, поляризация P, отличная от нуля, возникает только при приложении механической нагрузки. Для них можно представить, что напряжение преобразует материал из класса неполярных кристаллов ( P = 0) в полярный ^[15], имеющий P ≠ 0.

Материалы [ править ]

Многие материалы проявляют пьезоэлектричество.

Кристаллические материалы [ править ]

Лангасит (La ₃ Ga ₅ SiO ₁₄ ) - аналог кварца кристалл
Ортофосфат галлия (GaPO ₄ ) - аналог кварца
Ниобат лития (LiNbO ₃ )
Литий танталат (LiTaO ₃ )
Кварцевый
Берлинит (AlPO ₄ ) - редкий фосфатный минерал , структурно идентичный кварцу.
Рошель соль
Топаз - Пьезоэлектричество в топазе, вероятно, можно объяснить упорядочением (F, OH) в его решетке, которая в остальном центросимметрична: орторомбическая бипирамидальная (ммм). Топаз имеет аномальные оптические свойства, которые объясняются таким упорядочением. ^[25]
Минералы турмалиновой группы
Титанат свинца (PbTiO ₃ ) - хотя он встречается в природе в виде минерального македонита ^[26]^[27], он синтезируется для исследований и применений.

Керамика [ править ]

Тетрагональная элементарная ячейка титаната свинца

Керамика со случайно ориентированными зернами должна быть сегнетоэлектрической, чтобы проявлять пьезоэлектричество. ^[28] Возникновение аномального роста зерен (AGG) в спеченной поликристаллической пьезокерамике отрицательно сказывается на пьезоэлектрических характеристиках таких систем, и его следует избегать, поскольку микроструктура в пьезокерамике, демонстрирующая AGG, имеет тенденцию состоять из нескольких аномально больших удлиненных зерен в матрица случайно ориентированных более мелких зерен. Макроскопическое пьезоэлектричество возможно в текстурированных поликристаллических несегнетоэлектрических пьезоэлектрических материалах, таких как AlN и ZnO. Роды керамики с перовскита , вольфрама - бронзы , а также связанных с ними структур проявляют пьезоэлектричество:

Цирконат титанат свинца ( Pb [ Zr _x Ti _{1− x} ] O ₃ с 0 ≤ x ≤ 1) - более известный как PZT, наиболее распространенная пьезоэлектрическая керамика, используемая сегодня.
Ниобат калия (KNbO ₃ ) ^[29]
Вольфрамат натрия (Na ₂ WO ₃ )
Ba ₂ NaNb ₅ O ₅
Пб ₂ КНб ₅ О ₁₅
Оксид цинка (ZnO) - структура вюрцита . В то время как монокристаллы ZnO бывают пьезоэлектрическими и пироэлектрическими, поликристаллический (керамический) ZnO со случайно ориентированными зернами не проявляет ни пьезоэлектрического, ни пироэлектрического эффекта. Не будучи сегнетоэлектриком, поликристаллический ZnO не может быть поляризован, как титанат бария или PZT. Керамика и поликристаллические тонкие пленки ZnO могут проявлять макроскопическое пьезоэлектричество и пироэлектричество только в том случае, если они текстурированы (зерна предпочтительно ориентированы), так что пьезоэлектрический и пироэлектрический отклики всех отдельных зерен не компенсируются. Это легко достигается в тонких поликристаллических пленках. ^[21]

Бессвинцовая пьезокерамика [ править ]

Ниобат натрия-калия ((K, Na) NbO ₃ ). Этот материал также известен как НКН или КНН. В 2004 г. группа японских исследователей во главе с Yasuyoshi Сайто обнаружил ниобата состав калия натрия со свойствами , близкими к свойствам PZT, в том числе высокой T _C . ^[30] Было показано, что некоторые составы этого материала сохраняют высокую механическую добротность ( Q _m ≈ 900) при увеличении уровней вибрации, тогда как механическая добротность твердого PZT в таких условиях ухудшается. Этот факт делает NKN многообещающей заменой для резонансных приложений большой мощности, таких как пьезоэлектрические преобразователи. ^[31]
Феррит висмута (BiFeO ₃ ) - перспективный кандидат на замену керамике на основе свинца.
Ниобат натрия (NaNbO ₃ )
Титанат бария (BaTiO ₃ ) - титанат бария был первой обнаруженной пьезоэлектрической керамикой.
Титанат висмута (Bi ₄ Ti ₃ O ₁₂ )
Титанат висмута натрия (NaBi (TiO ₃ ) ₂ )

Изготовление бессвинцовой пьезокерамики создает множество проблем с точки зрения защиты окружающей среды и их способности воспроизводить свойства своих аналогов на основе свинца. Удаление свинцового компонента из пьезокерамики снижает риск токсичности для человека, но добыча и добыча материалов могут быть вредными для окружающей среды. ^[32] Анализ экологического профиля PZT по сравнению с ниобатом натрия-калия (NKN или KNN) показывает, что по четырем рассматриваемым показателям (потребление первичной энергии, токсикологический след, эко-показатель 99 и выбросы парниковых газов на входе-выходе), KNN на самом деле более вреден для окружающей среды. Большинство проблем с KNN, особенно его Nb ₂ O ₅компоненты, находятся на ранней стадии своего жизненного цикла, прежде чем попадут к производителям. Поскольку вредные воздействия сосредоточены на этих ранних этапах, можно предпринять некоторые действия для минимизации последствий. Возвращение земли как можно ближе к ее первоначальной форме после добычи Nb ₂ O ₅ посредством демонтажа плотины или замены запаса пригодной для использования почвы - это, как известно, помощь в любом случае добычи. Чтобы свести к минимуму влияние на качество воздуха, моделирование и имитация все еще необходимы, чтобы полностью понять, какие методы смягчения необходимы. В настоящее время добыча пьезокерамических компонентов, не содержащих свинца, не достигла значительных масштабов, но, судя по предварительному анализу, эксперты призывают проявлять осторожность, когда дело касается воздействия на окружающую среду.

При изготовлении бессвинцовой пьезокерамики возникает проблема сохранения характеристик и стабильности их аналогов на основе свинца. В общем, основная производственная проблема заключается в создании «морфотропных фазовых границ (MPB)», которые придают материалам их стабильные пьезоэлектрические свойства, без введения «полиморфных фазовых границ (PPB)», которые снижают температурную стабильность материала. ^[33]Новые фазовые границы создаются путем изменения концентраций добавок, так что температуры фазового перехода сходятся при комнатной температуре. Введение MPB улучшает пьезоэлектрические свойства, но если вводить PPB, на материал негативно влияет температура. В настоящее время ведутся исследования по контролю типа фазовых границ, которые вводятся посредством фазовой инженерии, диффузных фазовых переходов, доменной инженерии и химической модификации.

Полупроводники III – V и II – VI [ править ]

Пьезоэлектрический потенциал может быть создан в любом объемном или наноструктурированном кристалле полупроводника, имеющем нецентральную симметрию, таком как материалы групп III – V и II – VI, из-за поляризации ионов под действием приложенного напряжения и деформации. Это свойство является общим для кристаллических структур цинковой обманки и вюрцита . В первом порядке существует только один независимый пьезоэлектрический коэффициент в цинковой обманке , называемый е ₁₄ , связанный с сдвиговыми составляющими деформации. В вюрците вместо этого есть три независимых пьезоэлектрических коэффициента: e ₃₁ , e ₃₃ и e _15.. Полупроводники, в которых наблюдается наиболее сильное пьезоэлектричество, обычно встречаются в структуре вюрцита , то есть GaN, InN, AlN и ZnO (см. Пьезотронику ).

С 2006 года также появилось несколько сообщений о сильных нелинейных пьезоэлектрических эффектах в полярных полупроводниках . ^[34] Такие эффекты обычно считаются важными, если не того же порядка величины, что и приближение первого порядка.

Полимеры [ править ]

Пьезоотклик полимеров не такой высокий, как у керамики; однако полимеры обладают свойствами, которых нет у керамики. В течение последних нескольких десятилетий изучались и применялись нетоксичные пьезоэлектрические полимеры из-за их гибкости и меньшего акустического импеданса . ^[35] Другие свойства, которые делают эти материалы значимыми, включают их биосовместимость , способность к биоразложению , низкую стоимость и низкое энергопотребление по сравнению с другими пьезоматериалами (керамика и т. Д.). ^[36] Можно использовать пьезоэлектрические полимеры и нетоксичные полимерные композиты, учитывая их различные физические свойства.

Пьезоэлектрические полимеры можно разделить на объемные полимеры, заряженные полимеры с пустотами («пьезоэлектреты») и полимерные композиты. Пьезоотклик, наблюдаемый у объемных полимеров, в основном связан с их молекулярной структурой. Есть два типа объемных полимеров: аморфные и полукристаллические . Примерами полукристаллических полимеров являются поливинилиденфторид (ПВДФ) и его сополимеры , полиамиды и парилен-С . Некристаллические полимеры, такие как полиимид и поливинилиденхлорид(ПВДХ), относятся к объемным аморфным полимерам. Полимеры с пустыми зарядами проявляют пьезоэлектрический эффект из-за заряда, вызванного полированием пористой полимерной пленки. Под действием электрического поля на поверхности пустот формируются заряды, образующие диполи. Электрические реакции могут быть вызваны любой деформацией этих пустот. Пьезоэлектрический эффект также можно наблюдать в полимерных композитах, интегрируя пьезоэлектрические керамические частицы в полимерную пленку. Полимер не обязательно должен быть пьезоактивным, чтобы быть эффективным материалом для полимерного композита. ^[36] В этом случае материал может состоять из инертной матрицы с отдельным пьезоактивным компонентом.

PVDF показывает пьезоэлектричество в несколько раз больше, чем кварц. Пьезоотклик, наблюдаемый от ПВДФ, составляет около 20–30 пКл / Н. Это на порядок в 5–50 раз меньше, чем у пьезокерамического цирконата титаната свинца (ЦТС). ^[35]^[36] Термическая стабильность пьезоэлектрического эффекта полимеров из семейства PVDF (то есть сополимер винилиденфторида и поли трифторэтилена) достигает 125 ° C. Некоторые области применения ПВДФ - датчики давления, гидрофоны и датчики ударных волн. ^[35]

Благодаря своей гибкости пьезоэлектрические композиты были предложены в качестве сборщиков энергии и наногенераторов. В 2018 году об этом сообщили Zhu et al. что пьезоэлектрический отклик около 17 пКл / Н может быть получен из нанокомпозита PDMS / PZT при пористости 60%. ^[37] Еще один нанокомпозит PDMS был зарегистрирован в 2017 году, в котором BaTiO ₃ был интегрирован в PDMS, чтобы сделать растяжимый прозрачный наногенератор для автономного физиологического мониторинга. ^[38] В 2016 году полярные молекулы были введены в пенополиуретан, в котором сообщалось о высоких откликах до 244 пКл / Н. ^[39]

Другие материалы [ править ]

Большинство материалов демонстрируют по крайней мере слабые пьезоэлектрические характеристики. Тривиальные примеры включают сахарозу (столовый сахар), ДНК , вирусные белки, в том числе из бактериофага . ^[40]^[41] Сообщается о приводе на основе древесных волокон, называемых целлюлозными волокнами . ^[36] Отклик D33 для ячеистого полипропилена составляет около 200 пКл / Н. Некоторые области применения сотового полипропилена - это музыкальные клавиатуры, микрофоны и системы эхолокации на основе ультразвука. ^[35] Недавно одна аминокислота, такая как β-глицин, также показала высокий пьезоэлектрический эффект (178 пмВ ^-1 ) по сравнению с другими биологическими материалами. ^[42]

Заявление [ править ]

В настоящее время промышленность и производство являются крупнейшим рынком применения пьезоэлектрических устройств, за которым следует автомобильная промышленность. Большой спрос также исходит от медицинских инструментов, а также от информации и телекоммуникаций. Мировой спрос на пьезоэлектрические устройства в 2010 году оценивался примерно в 14,8 миллиарда долларов США. Крупнейшей группой материалов для пьезоэлектрических устройств является пьезокерамика, а пьезополимер переживает самый быстрый рост из-за его малого веса и небольших размеров. ^[43]

Пьезоэлектрические кристаллы сейчас используются по-разному:

Источники высокого напряжения и питания [ править ]

Прямое пьезоэлектричество некоторых веществ, например кварца, может генерировать разность потенциалов в тысячи вольт.

Самым известным применением является электрическая прикуриватель : нажатие на кнопку заставляет подпружиненный молоток ударять по пьезоэлектрическому кристаллу, создавая электрический ток достаточно высокого напряжения, который течет через небольшой искровой промежуток , нагревая и воспламеняя газ. Переносные источники зажигания, используемые для зажигания газовых плит, работают таким же образом, и многие типы газовых горелок теперь имеют встроенные пьезоэлектрические системы зажигания.
Аналогичная идея изучается DARPA в Соединенных Штатах в рамках проекта под названием « Сбор энергии» , который включает в себя попытку привести в действие оборудование поля боя с помощью пьезоэлектрических генераторов, встроенных в солдатские ботинки. Однако эти источники сбора энергии по ассоциации влияют на организм. Усилия DARPA по использованию 1-2 Вт от непрерывного воздействия обуви во время ходьбы были прекращены из-за непрактичности и дискомфорта от дополнительной энергии, затрачиваемой человеком, носящим обувь. Другие идеи сбора энергии включают сбор энергии от движений людей на вокзалах или других общественных местах ^[44]^[45] и преобразование танцпола для выработки электроэнергии. ^[46]Вибрации от промышленного оборудования также могут быть собраны пьезоэлектрическими материалами для зарядки аккумуляторов для резервного питания или для питания маломощных микропроцессоров и беспроводных радиоприемников. ^[47]
Пьезоэлектрический преобразователь - это разновидность умножителя переменного напряжения. В отличие от обычного трансформатора, в котором используется магнитная связь между входом и выходом, в пьезоэлектрическом трансформаторе используется акустическая связь . Входное напряжение подается на короткую длину стержня из пьезокерамического материала, такого как PZT , создавая переменное напряжение в стержне за счет обратного пьезоэлектрического эффекта и заставляя весь стержень вибрировать. Частота вибрации выбирается равной резонансной частоте блока, обычно в диапазоне от 100 килогерц до 1 мегагерца. В этом случае более высокое выходное напряжение создается на другом участке шины за счет пьезоэлектрического эффекта. Были продемонстрированы коэффициенты увеличения более 1000: 1.^{[ необходима цитата ]} Дополнительной особенностью этого трансформатора является то, что, работая на частоте выше его резонансной частоты, он может проявляться как индуктивная нагрузка, что полезно в схемах, требующих управляемого плавного пуска. ^[48] Эти устройства могут использоваться в инверторах постоянного и переменного тока для управления люминесцентными лампами с холодным катодом . Пьезоэлектрические трансформаторы - одни из самых компактных источников высокого напряжения.

Датчики [ править ]

Пьезоэлектрический диск, используемый в качестве звукоснимателя гитары

Многие реактивные гранатометы использовали пьезоэлектрический взрыватель . На фото российский РПГ-7 ^[49]

Принцип действия пьезоэлектрического датчика заключается в том, что физический размер, преобразованный в силу, действует на две противоположные стороны чувствительного элемента. В зависимости от конструкции датчика могут использоваться разные «режимы» нагружения пьезоэлемента: продольный, поперечный и сдвиг.

Обнаружение изменений давления в форме звука является наиболее распространенным приложением датчиков, например пьезоэлектрических микрофонов (звуковые волны изгибают пьезоэлектрический материал, создавая изменяющееся напряжение) и пьезоэлектрических датчиков для акусто-электрических гитар . Пьезо датчик, прикрепленный к корпусу инструмента, известен как контактный микрофон .

Пьезоэлектрические датчики особенно используются с высокочастотным звуком в ультразвуковых преобразователях для медицинской визуализации, а также для промышленного неразрушающего контроля (NDT).

Для многих методов измерения датчик может действовать как датчик и как исполнительный механизм - часто термин « преобразователь» предпочтителен, когда устройство действует в этой двойной емкости, но большинство пьезоустройств обладают этим свойством обратимости независимо от того, используется он или нет. Ультразвуковые преобразователи, например, могут вводить ультразвуковые волны в тело, принимать возвращенную волну и преобразовывать ее в электрический сигнал (напряжение). Большинство медицинских ультразвуковых преобразователей являются пьезоэлектрическими.

В дополнение к упомянутым выше, различные приложения датчиков включают:

Пьезоэлектрические элементы также используются при обнаружении и генерации гидроакустических волн.
Пьезоэлектрические материалы используются для одноосевого и двухосного измерения наклона. ^[50]
Мониторинг мощности в приложениях с высокой мощностью (например, лечение, сонохимия и промышленная обработка).
Пьезоэлектрические микровесы используются в качестве очень чувствительных химических и биологических датчиков.
Пьезы иногда используются в тензодатчиках .
Пьезоэлектрический преобразователь использовался в приборе пенетрометра на зонде Гюйгенса .
Пьезоэлектрические преобразователи используются в электронных пэдах ударных для обнаружения ударов палочек барабанщика и для обнаружения движений мышц в медицинской акселеромиографии .
В системах управления автомобильным двигателем используются пьезоэлектрические преобразователи для обнаружения детонации в двигателе (датчик детонации, KS), также известной как детонация, на определенных частотах герц. Пьезоэлектрический преобразователь также используется в системах впрыска топлива для измерения абсолютного давления в коллекторе (датчик MAP) для определения нагрузки двигателя и, в конечном итоге, времени включения топливных форсунок в миллисекундах.
Ультразвуковые пьезодатчики используются для обнаружения акустической эмиссии при испытании акустической эмиссии .
Пьезоэлектрические преобразователи могут использоваться в ультразвуковых расходомерах во время прохождения .

Актуаторы [ править ]

Металлический диск с прикрепленным пьезоэлектрическим диском, используемый в зуммере

Поскольку очень сильные электрические поля соответствуют лишь крошечным изменениям ширины кристалла, эту ширину можно изменять с точностью выше микрометра , что делает пьезокристаллы наиболее важным инструментом для позиционирования объектов с чрезвычайной точностью - таким образом, их можно использовать в исполнительных механизмах . ^[51] Многослойные керамики, используя слои тоньше , чем 100 мкм , позволяют достичь высоких электрических полей с напряжением ниже 150 В . Эта керамика используется в двух типах приводов: прямых пьезоэлектрических приводах и усиленных пьезоэлектрических приводах . В то время как ход прямого привода обычно меньше 100 мкм , усиленные пьезоприводы могут достигать миллиметровых ходов.

Громкоговорители : напряжение преобразуется в механическое движение металлической диафрагмы.
Пьезоэлектрические двигатели : пьезоэлектрические элементы прилагают направленную силу к оси , заставляя ее вращаться. Из-за чрезвычайно малых расстояний пьезодвигатель рассматривается как высокоточная замена шагового двигателя .
Пьезоэлектрические элементы могут использоваться при юстировке лазерных зеркал, где их способность перемещать большую массу (держатель зеркала) на микроскопические расстояния используется для электронного юстировки некоторых лазерных зеркал. За счет точного управления расстоянием между зеркалами лазерная электроника может точно поддерживать оптические условия внутри лазерного резонатора для оптимизации выхода луча.
Родственное приложение - акустооптический модулятор , устройство, которое рассеивает свет от звуковых волн в кристалле, генерируемых пьезоэлектрическими элементами. Это полезно для точной настройки частоты лазера.
Атомно-силовые микроскопы и сканирующие туннельные микроскопы используют обратное пьезоэлектричество, чтобы удерживать чувствительную иглу близко к образцу. ^[52]
Струйные принтеры : на многих струйных принтерах пьезоэлектрические кристаллы используются для выталкивания чернил из струйной печатающей головки по направлению к бумаге.
Дизельные двигатели : в высокоэффективных дизельных двигателях с общей топливной магистралью вместо более распространенных устройств с электромагнитными клапанами используются пьезоэлектрические топливные форсунки , впервые разработанные компанией Robert Bosch GmbH .
Активный контроль вибрации с помощью усиленных актуаторов.
Рентгеновские ставни.
Ступени XY для микро сканирования, используемые в инфракрасных камерах.
Перемещение пациента точно внутри активных сканеров КТ и МРТ, где сильное излучение или магнетизм препятствуют работе электродвигателей. ^[53]
Кристаллические наушники иногда используются в старых или маломощных радиоприемниках.
Сфокусированный ультразвук высокой интенсивности для локального нагрева или создания локальной кавитации может быть достигнут, например, в теле пациента или в промышленном химическом процессе.
Обновляемый дисплей Брайля . Небольшой кристалл расширяется за счет подачи тока, который перемещает рычаг, поднимая отдельные ячейки Брайля.
Пьезоэлектрический привод. Монокристалл или несколько кристаллов расширяются за счет приложения напряжения для перемещения и управления механизмом или системой. ^[51]

Стандарт частоты [ править ]

Пьезоэлектрические свойства кварца полезны как эталон частоты .

В кварцевых часах используется кварцевый генератор, сделанный из кристалла кварца, который использует комбинацию как прямого, так и обратного пьезоэлектричества, чтобы генерировать регулярно синхронизированные серии электрических импульсов, которые используются для отметки времени. Кристалл кварца (как и любой эластичный материал) имеет точно определенную собственную частоту (обусловленную его формой и размером), на которой он предпочитает колебаться , и это используется для стабилизации частоты периодического напряжения, приложенного к кристаллу.
Тот же принцип используется в некоторых радио передатчиков и приемников , а также в компьютерах , где он создает тактовый импульс . Оба они обычно используют умножитель частоты для достижения диапазонов гигагерц.

Пьезоэлектрические двигатели [ править ]

Привод скольжения

Типы пьезоэлектрического двигателя включают:

Двигатель бегущей волны, используемый для автофокусировки в зеркальных камерах
Двигатели Inchworm для линейного перемещения
Прямоугольные четырехквадрантные двигатели с высокой удельной мощностью (2,5 Вт / см ³ ) и скоростью от 10 нм / с до 800 мм / с.
Шаговый пьезодвигатель с эффектом прерывистого скольжения .

За исключением шагового двигателя с прерывистым скольжением, все эти двигатели работают по одному и тому же принципу. Под воздействием двойных ортогональных режимов вибрации с разностью фаз 90 ° точка контакта между двумя поверхностями колеблется по эллиптической траектории, создавая силу трения между поверхностями. Обычно одна поверхность фиксируется, а другая движется. В большинстве пьезоэлектрических двигателей пьезоэлектрический кристалл возбуждается синусоидальным сигналом на резонансной частоте двигателя. Используя эффект резонанса, можно использовать гораздо более низкое напряжение для получения высокой амплитуды вибрации.

Двигатель с прерывистым скольжением работает, используя инерцию массы и трение зажима. Такие моторы могут быть очень маленькими. Некоторые из них используются для смещения сенсора камеры, обеспечивая таким образом функцию защиты от сотрясения.

Снижение вибрации и шума [ править ]

Различные группы исследователей изучали способы уменьшения вибрации материалов путем прикрепления пьезоэлементов к материалу. Когда материал изгибается за счет вибрации в одном направлении, система снижения вибрации реагирует на изгиб и посылает электрическую энергию на пьезоэлемент для изгиба в другом направлении. Ожидается, что в будущем эта технология будет применяться в автомобилях и домах для снижения шума. Дальнейшие применения в гибких конструкциях, таких как оболочки и пластины, также изучаются в течение почти трех десятилетий.

В ходе демонстрации на выставке Material Vision Fair во Франкфурте в ноябре 2005 года команда из Технического университета Дармштадта в Германии показала несколько панелей, по которым ударили резиновым молотком, и панель с пьезоэлементом сразу перестала раскачиваться.

Технология пьезоэлектрического керамического волокна используется в качестве электронной системы демпфирования в некоторых теннисных ракетках HEAD . ^[54]

Все пьезоэлектрические преобразователи имеют основную резонансную частоту и множество гармонических частот. Пьезоуправляемые жидкостные системы Drop-On-Demand чувствительны к дополнительным вибрациям в пьезоструктуре, которые необходимо уменьшить или устранить. Одна струйная компания, Howtek, Inc., решила эту проблему, заменив стеклянные (жесткие) струйные сопла на струйные сопла Tefzel (мягкие). Эта новая идея привела к популяризации струйных принтеров с одним соплом, и теперь они используются в 3D-струйных принтерах, которые работают годами, если их держать в чистоте внутри и не перегревать (Tefzel ползет под давлением при очень высоких температурах).

Лечение бесплодия [ править ]

У людей с предыдущей полной неудачей оплодотворения пьезоэлектрическая активация ооцитов вместе с интрацитоплазматической инъекцией сперматозоидов (ИКСИ), по-видимому, улучшает результаты оплодотворения. ^[55]

Хирургия [ править ]

Пьезохирургия ^[4] Пьезохирургия - это малоинвазивная техника, направленная на разрезание целевой ткани с небольшим повреждением соседних тканей. Например, Hoigne et al. ^[56] использует частоты в диапазоне 25–29 кГц, вызывая микровибрации 60–210 мкм. Он способен разрезать минерализованные ткани без разрезания сосудисто-нервной ткани и других мягких тканей, тем самым сохраняя рабочую зону без крови, лучшую видимость и большую точность. ^[57]

Возможные приложения [ править ]

В 2015 году исследователи Кембриджского университета, работающие совместно с исследователями из Национальной физической лаборатории и кембриджской компании по производству диэлектрических антенн Antenova Ltd, с помощью тонких пленок пьезоэлектрических материалов обнаружили, что на определенной частоте эти материалы становятся не только эффективными резонаторами, но и эффективными излучателями. также, что означает, что они потенциально могут использоваться в качестве антенн. Исследователи обнаружили, что при воздействии на пьезоэлектрические тонкие пленки асимметричного возбуждения симметрия системы аналогичным образом нарушается, что приводит к соответствующему нарушению симметрии электрического поля и генерации электромагнитного излучения. ^[58]^[59]

Было предпринято несколько попыток макро-масштабного применения пьезоэлектрической технологии ^[60]^[61] для сбора кинетической энергии у идущих пешеходов.

В этом случае расположение участков с высокой проходимостью имеет решающее значение для оптимизации эффективности сбора энергии, так как ориентация плиточного покрытия существенно влияет на общее количество собранной энергии. ^[62] Оценка плотности потока рекомендуется для качественной оценки потенциала сбора пьезоэлектрической энергии рассматриваемой территории на основе количества пешеходных переходов в единицу времени. ^[63]В исследовании X. Li рассматривается и обсуждается потенциальное применение коммерческого пьезоэлектрического комбайна для сбора энергии в центральном здании в Университете Маккуори в Сиднее, Австралия. Оптимизация развертывания пьезоэлектрической плитки представлена в соответствии с частотой пешеходной мобильности, и разработана модель, в которой 3,1% общей площади пола с максимальной пешеходной мобильностью вымощено пьезоэлектрической плиткой. Результаты моделирования показывают, что общий годовой потенциал сбора энергии для предложенной оптимизированной модели плиточного покрытия оценивается в 1,1 МВт · ч / год, чего будет достаточно для удовлетворения около 0,5% годовой потребности здания в энергии. ^[63]В Израиле есть компания, которая установила пьезоэлектрические материалы под оживленным шоссе. Вырабатываемая энергия достаточна для питания уличных фонарей, рекламных щитов и вывесок. ^{[ необходима цитата ]}

Шинная компания Goodyear планирует разработать электрическую шину, внутри которой будет покрыт пьезоэлектрический материал. Когда шина движется, она деформируется и, таким образом, вырабатывается электричество. ^[64]

Фотогальваника [ править ]

Эффективность гибридного фотоэлектрического элемента , содержащего пьезоэлектрические материалы, можно повысить, просто разместив его рядом с источником окружающего шума или вибрации. Эффект был продемонстрирован на органических клетках с использованием нанотрубок оксида цинка . Электроэнергия, генерируемая самим пьезоэлектрическим эффектом, составляет ничтожно малый процент от общей выходной мощности. Уровень звука всего 75 децибел повысил эффективность до 50%. Эффективность достигла максимума на частоте 10 кГц, резонансной частоте нанотрубок. Электрическое поле, создаваемое вибрирующими нанотрубками, взаимодействует с электронами, мигрирующими из слоя органического полимера. Этот процесс снижает вероятность рекомбинации, при которой электроны получают энергию, но оседают обратно в дырку, а не мигрируют в принимающий электроны слой ZnO.^[65]^[66]

См. Также [ править ]

Усилитель заряда
Электрет
Электронный компонент
Электрострикция
Флексоэлектричество
Магнитострикция
Фотоэлектрический эффект
Пьезоэлектрический динамик
Пьезолюминесценция
Пьезомагнетизм
Пьезорезистивный эффект
Пьезохирургический
Кварцевые микровесы (QCM)
Сономикрометрия
Поверхностная акустическая волна
Триболюминесценция

Ссылки [ править ]

^ Холлер, Ф. Джеймс; Скуг, Дуглас А. и Крауч, Стэнли Р. (2007). Принципы инструментального анализа (6-е изд.). Cengage Learning. п. 9. ISBN 978-0-495-01201-6.
^ Харпер, Дуглас. «пьезоэлектрик» . Интернет-словарь этимологии .
^ πιέζειν , ἤλεκτρον . Лидделл, Генри Джордж ; Скотт, Роберт ; Греко-английский лексикон в проекте Perseus .
^ a b Манбачи, А. и Кобболд, RSC (2011). «Разработка и применение пьезоэлектрических материалов для генерации и обнаружения ультразвука». Ультразвук . 19 (4): 187–96. DOI : 10.1258 / ult.2011.011027 . S2CID 56655834 .
^ Gautschi, G. (2002). Пьезоэлектрическая сенсорика: датчики силы, деформации, давления, ускорения и акустической эмиссии, материалы и усилители . Springer. DOI : 10.1007 / 978-3-662-04732-3 . ISBN 978-3-662-04732-3.
^ Krautkramer, J. & Krautkramer, H. (1990). Ультразвуковой контроль материалов . Springer. С. 119–149. ISBN 978-3-662-10680-8.
^ «Как работают электронные барабаны? Руководство по цифровым установкам для начинающих» . Studio D: интервью с художниками, обзоры снаряжения, новости продуктов | Dawsons Music . 2019-04-10 . Проверено 1 октября 2019 .
^ "Краткое руководство по установке пьезо-ударных" . www.sparkfun.com - SparkFun Electronics . Проверено 1 октября 2019 .
^ Эрхарт, Иржи. «Пьезоэлектричество и сегнетоэлектричество: явления и свойства» (PDF) . Физический факультет Либерецкого технического университета. Архивировано 8 мая 2014 года. CS1 maint: unfit URL (link)
^ Кюри, Жак ; Кюри, Пьер (1880). "Развитие при сжатии электрического поля в кристаллах с наклонными гранями" [Развитие посредством сжатия электрической поляризации в полуэдрических кристаллах с наклонными гранями]. Бюллетень Минерологического общества Франции . 3 (4): 90–93. DOI : 10,3406 / bulmi.1880.1564 .
Перепечатано в: Кюри, Жак ; Кюри, Пьер (1880). «Развитие, частичное, электрическое электричество в современном искусстве на лицах» . Comptes Rendus (на французском). 91 : 294–295. Архивировано 05 декабря 2012 года.
См. Также: Кюри, Жак ; Кюри, Пьер (1880). "Sur l'électricité polaire dans les cristaux hémièdres à faces inclinées" [Об электрической поляризации в полуэдрических кристаллах с наклонными гранями]. Comptes Rendus (на французском). 91 : 383–386. Архивировано 05 декабря 2012 года.
^ Липпманн, Г. (1881). «Принцип сохранения электричества» [Принцип сохранения электричества]. Annales de chimie et de Physique (на французском языке). 24 : 145. Архивировано 8 февраля 2016 года.
^ Кюри, Жак ; Кюри, Пьер (1881). «Сокращения и расширения, производимые напряжением в полугранном кристалле с наклонными гранями » [сжатия и расширения, вызываемые напряжениями в полуэдрических кристаллах с наклонными гранями]. Comptes Rendus (на французском). 93 : 1137–1140. Архивировано 05 декабря 2012 года.
^ Фойгт, Вольдемар (1910). Lehrbuch der Kristallphysik . Берлин: Б. Г. Тойбнер. Архивировано 21 апреля 2014 года.
^ Кацир, С. (2012). «Кто знал пьезоэлектричество? Резерфорд и Ланжевен об обнаружении подводных лодок и изобретении гидролокатора» . Примечания Рек. R. Soc . 66 (2): 141–157. DOI : 10,1098 / rsnr.2011.0049 .
^ a b c М. Биркхольц (1995). «Диполи, индуцированные кристаллическим полем в гетерополярных кристаллах - II. Физический смысл» . Z. Phys. B . 96 (3): 333–340. Bibcode : 1995ZPhyB..96..333B . DOI : 10.1007 / BF01313055 . S2CID 122393358 . Архивировано 30 октября 2016 года.
^ С. Trolier-McKinstry (2008). «Глава 3: Кристаллохимия пьезоэлектрических материалов». В А. Сафари; EK Akdo˘gan (ред.). Пьезоэлектрические и акустические материалы для преобразователей . Нью-Йорк: Спрингер. ISBN 978-0-387-76538-9.
^ Роберт Репас (2007-02-07). «Sensor Sense: пьезоэлектрические датчики силы» . Machinedesign.com . Архивировано из оригинала на 2010-04-13 . Проверено 4 мая 2012 .
^ IEC 80000-6, пункт 6-12
^ «IEC 60050 - Международный электротехнический словарь - Подробная информация для IEV номер 121-11-40:« плотность электрического потока » » . www.electropedia.org .
^ Икеда, Т. (1996). Основы пьезоэлектричества . Издательство Оксфордского университета.^{[ ISBN отсутствует ]}
^ a b Дамьянович, Драган (1998). «Сегнетоэлектрические, диэлектрические и пьезоэлектрические свойства сегнетоэлектрических тонких пленок и керамики». Отчеты о достижениях физики . 61 (9): 1267–1324. Bibcode : 1998RPPh ... 61.1267D . DOI : 10.1088 / 0034-4885 / 61/9/002 .
^ Кочервинский, В. (2003). «Пьезоэлектричество в кристаллизующихся сегнетоэлектрических полимерах». Кристаллографические отчеты . 48 (4): 649–675. Bibcode : 2003CryRp..48..649K . DOI : 10.1134 / 1.1595194 . S2CID 95995717 .
^ "Классы пьезоэлектрических кристаллов" . Ньюкаслский университет, Великобритания. Архивировано 2 апреля 2015 года . Проверено 8 марта 2015 года .
^ "Классы пироэлектрических кристаллов" . Ньюкаслский университет, Великобритания. Архивировано 2 апреля 2015 года . Проверено 8 марта 2015 года .
^ Акизуки, Мидзухико; Hampar, Martin S .; Зуссман, Джек (1979). «Объяснение аномальных оптических свойств топаза» (PDF) . Минералогический журнал . 43 (326): 237–241. Bibcode : 1979MinM ... 43..237A . CiteSeerX 10.1.1.604.6025 . DOI : 10,1180 / minmag.1979.043.326.05 .
^ Radusinović, Душан и Марков, Cvetko (1971). «Македонит - титанат свинца: новый минерал» (PDF) . Американский минералог . 56 : 387–394. Архивировано (PDF) из оригинала 5 марта 2016 года.
^ Burke, Eaj & Kieft, C. (1971). «Второе появление македонита, PbTiO ₃ , Лонгбан, Швеция». Lithos . 4 (2): 101–104. Bibcode : 1971Litho ... 4..101B . DOI : 10.1016 / 0024-4937 (71) 90102-2 .
^ Jaffe, B .; Повар, WR; Джаффе, Х. (1971). Пьезоэлектрическая керамика . Нью-Йорк: Академ.^{[ ISBN отсутствует ]}
^ Ganeshkumar, Rajasekaran; Сомнатх, Сухас; Чеа, Чин Вэй; Джесси, Стивен; Калинин, Сергей В .; Чжао, Жун (2017-12-06). «Расшифровка видимого сегнетоэлектричества в перовскитных нановолокнах». Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 9 (48): 42131–42138. DOI : 10.1021 / acsami.7b14257 . ISSN 1944-8244 . PMID 29130311 .
^ Сайто, Ясуёси; Такао, Хисааки; Танил, Тошихико; Нонояма, Тацухико; Такатори, Казумаса; Хомма, Такахико; Нагая, Тошиатсу; Накамура, Масая (2004-11-04). «Бессвинцовая пьезокерамика». Природа . 432 (7013): 81–87. Bibcode : 2004Natur.432 ... 84S . DOI : 10,1038 / природа03028 . PMID 15516921 . S2CID 4352954 .
^ Gurdal, Erkan A .; Урал, Сейит О .; Пак, Хви-Йоль; Nahm, Sahn; Учино, Кендзи (2011). « Бессвинцовый пьезоэлектрический трансформатор высокой мощности (Na _0,5 K _0,5 ) на основе NbO ₃ ». Японский журнал прикладной физики . 50 (2): 027101. Bibcode : 2011JaJAP..50b7101G . DOI : 10,1143 / JJAP.50.027101 . ISSN 0021-4922 .
^ Ибн-Мохаммед, Т., Ко, С., Reaney И., Синклер Д., Мустафа, К., Acquaye, А., и Ван, Д. (2017). "Являются ли пьезоэлектрики без свинца более экологически чистыми?" MRS Communications , 7 (1), 1-7. DOI: 10.1557 / mrc.2017.10
^ Ву, Jiagang. (2020). «Перовскитовая бессвинцовая пьезокерамика». Журнал прикладной физики , 127 (19). DOI: 10.1063 / 5.0006261
^ Migliorato, Макс; и другие. (2014). «Обзор нелинейного пьезоэлектричества в полупроводниках». AIP Conf Proc . Материалы конференции AIP. 1590 (Н / Д): 32–41. Bibcode : 2014AIPC.1590 ... 32M . DOI : 10.1063 / 1.4870192 .
^ a b c d Хэйван, Уолтер; Любиц, Карл; Версинг, Вольфрам, ред. (2008). Пьезоэлектричество: эволюция и будущее технологии . Берлин: Springer. ISBN 978-3540686835. OCLC 304563111 .
^ a b c d Саппати, Киран; Бхадра, Шармиштха; Саппати, Киран Кумар; Бхадра, Шармиштха (2018). «Пьезоэлектрические полимерные и бумажные основы: обзор» . Датчики . 18 (11): 3605. DOI : 10,3390 / s18113605 . PMC 6263872 . PMID 30355961 .
^ Ма, Си Вэй; Fan, You Jun; Ли, Хуа Ян; Су, Ли; Ван, Чжун Линь; Чжу, Гуан (07.09.2018). «Гибкий пористый наногенератор на основе полидиметилсилоксана / свинца, цирконата и титаната с двойным эффектом сегнетоэлектричества и пьезоэлектричества». Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 10 (39): 33105–33111. DOI : 10.1021 / acsami.8b06696 . ISSN 1944-8244 . PMID 30191707 .
^ Чен, Сяолян; Парида, Кошик; Ван, Цзянсинь; Сюн, Цзяцин; Линь, Мэн-Фанг; Шао, Цзиньё; Ли, Пуй Си (2017-11-20). "Растяжимый и прозрачный нанокомпозитный наногенератор для автономного физиологического мониторинга". Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 9 (48): 42200–42209. DOI : 10.1021 / acsami.7b13767 . ISSN 1944-8244 . PMID 29111642 .
^ Муди, MJ; Марвин, CW; Хатчисон, GR (2016). «Молекулярно-легированные пенополиуретаны с массивным пьезоэлектрическим откликом». Журнал Materials Chemistry C . 4 (20): 4387–4392. DOI : 10.1039 / c6tc00613b . ISSN 2050-7526 .
^ Ли, BY; Zhang, J .; Zueger, C .; Чанг, WJ; Ю, SY; Wang, E .; Meyer, J .; Ramesh, R .; Ли, SW (13 мая 2012 г.). «Генерация пьезоэлектрической энергии на основе вирусов». Природа Нанотехнологии . 7 (6): 351–356. Bibcode : 2012NatNa ... 7..351L . DOI : 10.1038 / nnano.2012.69 . PMID 22581406 .
↑ Тао, Кай; и др. (2019). «Стабильные и оптоэлектронные дипептидные сборки для сбора энергии» . Материалы сегодня . 30 : 10–16. DOI : 10.1016 / j.mattod.2019.04.002 . PMC 6850901 . PMID 31719792 .
^ Герен, Сара; Стэплтон, Эйми; Чован, Драгомир; Мурас, Рабах; Глисон, Мэтью; Маккеун, Циан; Нур, Мохамед Радзи; Силиен, Кристоф; Рен, Фернандо М.Ф .; Холкин, Андрей Л .; Лю, Нин (февраль 2018 г.). «Контроль пьезоэлектричества в аминокислотах путем супрамолекулярной упаковки» . Материалы природы . 17 (2): 180–186. DOI : 10.1038 / nmat5045 . ISSN 1476-1122 . PMID 29200197 .
^ "Отчет о рынке: Мировой рынок пьезоэлектрических устройств" . Исследование рынка. Архивировано 3 июля 2011 года.
^ Ричард, Майкл Грэм (2006-08-04). «Япония: производство электроэнергии через железнодорожные кассы» . TreeHugger . Discovery Communications, LLC. Архивировано 9 июля 2007 года.
^ Райт, Сара Х. (2007-07-25). «Дуэт Массачусетского технологического института видит управляемую людьми" Крауд-ферму " » . Новости MIT . Массачусетский технологический институт . Архивировано 12 сентября 2007 года.
^ Kannampilly, Амма (2008-07-11). «Как спасти мир по одному танцу за раз» . ABC News. Архивировано 31 октября 2010 года.
^ Барбехенн, Джордж Х. (октябрь 2010 г.). «Истинная независимость от сети: надежная система сбора энергии для беспроводных датчиков, использующая пьезоэлектрический источник питания для сбора энергии и литий-полимерные батареи с шунтирующим зарядным устройством» . Журнал аналоговых инноваций : 36.
^ Филлипс, Джеймс Р. (2000-08-10). «Пьезоэлектрическая технология: грунтовка» . eeProductCenter . TechInsights. Архивировано из оригинала на 2010-10-06.
^ Спек, Шейн (2004-03-11). "Как работают реактивные гранаты Шейна Спека" . HowStuffWorks.com . Архивировано 29 апреля 2012 года . Проверено 4 мая 2012 .
^ Moubarak, P .; и другие. (2012). «Самокалибрующаяся математическая модель для прямого пьезоэлектрического эффекта нового датчика наклона MEMS». Журнал датчиков IEEE . 12 (5): 1033–1042. Bibcode : 2012ISenJ..12.1033M . DOI : 10,1109 / jsen.2011.2173188 . S2CID 44030488 .
^ а б Шабестари, НП (2019). «Изготовление простого и легкого в изготовлении пьезоэлектрического привода и его использование в качестве фазовращателя в цифровой интерферометрии спекл-структуры». Журнал оптики . 48 (2): 272–282. DOI : 10.1007 / s12596-019-00522-4 . S2CID 155531221 .
^ Le Letty, R .; Barillot, F .; Lhermet, N .; Claeyssen, F .; Йорк, М .; Gavira Izquierdo, J .; Арендс, Х. (2001). «Механизм сканирования для ROSETTA / MIDAS от инженерной модели до летной». В Харрис, РА (ред.). Труды 9-го Европейского симпозиума по космическим механизмам и трибологии, 19–21 сентября 2001 г., Льеж, Бельгия . 9-й Европейский симпозиум по космическим механизмам и трибологии . ESA SP-480. 480 . С. 75–81. Bibcode : 2001ESASP.480 ... 75L . ISBN 978-92-9092-761-7.
↑ Симонсен, Торбен Р. (27 сентября 2010 г.). «Пьезо в космосе» . Электронный бизнес (на датском). Архивировано из оригинального 29 сентября 2010 года . Проверено 28 сентября 2010 года .
^ "Разве не удивительно, как одна умная идея, одна фишка и умный материал изменили мир тенниса?" . Head.com. Архивировано из оригинального 22 февраля 2007 года . Проверено 27 февраля 2008 .
^ Baltaci, Volkan; Айваз, Озге Юнер; Юнсал, Эврим; Акташ, Ясемин; Балтаджи, Айсун; Турхан, Фериба; Озджан, Сарп; Сёнмезер, Мурат (2009). «Эффективность внутрицитоплазматической инъекции сперматозоидов в сочетании с пьезоэлектрической стимуляцией у бесплодных пар с полным отказом оплодотворения». Fertil. Стерил . 94 (3): 900–904. DOI : 10.1016 / j.fertnstert.2009.03.107 . PMID 19464000 .
^ Hoigne, DJ; Стабингер, С .; фон Kaenel, O .; Shamdasani, S .; Хазенбёлер, П. (2006). «Пьезоэлектрическая остеотомия в хирургии кисти: первые опыты с новой техникой» . BMC Musculoskelet. Disord . 7 : 36. DOI : 10,1186 / 1471-2474-7-36 . PMC 1459157 . PMID 16611362 .
^ Labanca, M .; Azzola, F .; Vinci, R .; Роделла, LF (2008). «Пьезоэлектрическая хирургия: двадцать лет использования». Br. J. Oral Maxillofac. Surg . 46 (4): 265–269. DOI : 10.1016 / j.bjoms.2007.12.007 . PMID 18342999 .
^ Синха, Дхирадж; Амаратунга, Гехан (2015). «Электромагнитное излучение при явном нарушении симметрии» . Письма с физическим обзором . 114 (14): 147701. Bibcode : 2015PhRvL.114n7701S . DOI : 10.1103 / physrevlett.114.147701 . PMID 25910163 .
^ «Новое понимание электромагнетизма может позволить« антенны на чипе » » . cam.ac.uk . 2015-04-09. Архивировано 4 марта 2016 года.
^ Takefuji, Y. (апрель 2008). «А если общественный транспорт не потребляет больше энергии?» (PDF) . Ле Рейл : 31–33.
^ Takefuji, Y. (сентябрь 2008). Известные и неизвестные явления нелинейного поведения мата для сбора энергии и динамика поперечной волны (PDF) . международный симпозиум по нелинейной теории и ее приложениям.
^ Deutz, DB; Pascoe, J.-A .; van der Zwaag, S .; de Leeuw, DM; Гроен, П. (2018). «Анализ и экспериментальное подтверждение добротности пьезоэлектрических сборщиков энергии» . Материалы Horizons . 5 (3): 444–453. DOI : 10.1039 / c8mh00097b .
^ а б Ли, Сяофэн; Стрезов, Владимир (2014). «Моделирование потенциала сбора пьезоэлектрической энергии в учебном здании» . Преобразование энергии и управление . 85 : 435–442. DOI : 10.1016 / j.enconman.2014.05.096 .
^ «Goodyear пытается сделать шину, вырабатывающую электричество» . ПРОВОДНОЙ . 2015-03-12. Архивировано 11 мая 2016 года . Проверено 14 июня +2016 .
^ Хайди Хупес (8 ноября 2013). «Хорошие колебания приводят к эффективным возбуждениям в гибридных солнечных элементах» . Gizmag.com. Архивировано 11 ноября 2013 года . Проверено 11 ноября 2013 .
^ Shoaee, S .; Briscoe, J .; Даррант-младший; Данн, С. (2013). "Акустическое улучшение характеристик фотоэлектрических устройств на основе полимера / ZnO наностержня" . Современные материалы . 26 (2): 263–268. DOI : 10.1002 / adma.201303304 . PMID 24194369 .

Международные стандарты [ править ]

EN 50324 (2002) Пьезоэлектрические свойства керамических материалов и компонентов (3 части)
ANSI-IEEE 176 (1987) Стандарт пьезоэлектричества
IEEE 177 (1976) Стандартные определения и методы измерения для пьезоэлектрических вибраторов
IEC 444 (1973) Основной метод измерения резонансной частоты и эквивалентного последовательного сопротивления кварцевых кристаллов методом нулевой фазы в пи-цепи
IEC 302 (1969) Стандартные определения и методы измерения для пьезоэлектрических вибраторов, работающих в диапазоне частот до 30 МГц

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме пьезоэлектричества .

Гаучи, Густав Х. (2002). Пьезоэлектрическая сенсорика . Springer. ISBN 978-3-540-42259-4.
Пьезоэлектрические ячеистые полимерные пленки: изготовление, свойства и применение
Микропривод на основе пьезомотора для записи нейросигналов
Исследования новых пьезоэлектрических материалов
Пьезо-уравнения
Пьезо в медицинском дизайне
Видео демонстрация пьезоэлектричества
Пакет для преподавания и обучения DoITPoMS - Пьезоэлектрические материалы
PiezoMat.org - онлайн-база данных пьезоэлектрических материалов, их свойств и областей применения
Типы пьезодвигателей
Пьезо-теория и приложения

[InstrumentAnalysis-1] Холлер, Ф. Джеймс; Скуг, Дуглас А. и Крауч, Стэнли Р. (2007). Принципы инструментального анализа (6-е изд.). Cengage Learning. п. 9. ISBN 978-0-495-01201-6.

[2] Харпер, Дуглас. «пьезоэлектрик» . Интернет-словарь этимологии .

[3] πιέζειν , ἤλεκτρον . Лидделл, Генри Джордж ; Скотт, Роберт ; Греко-английский лексикон в проекте Perseus .

[Manbachi,_A._and_Cobbold_R.S.C._2011_187–196-4] Манбачи, А. и Кобболд, RSC (2011). «Разработка и применение пьезоэлектрических материалов для генерации и обнаружения ультразвука». Ультразвук . 19 (4): 187–96. DOI : 10.1258 / ult.2011.011027 . S2CID 56655834 .

[Piezoelectric_Sensorics-5] Gautschi, G. (2002). Пьезоэлектрическая сенсорика: датчики силы, деформации, давления, ускорения и акустической эмиссии, материалы и усилители . Springer. DOI : 10.1007 / 978-3-662-04732-3 . ISBN 978-3-662-04732-3.

[UT_of_Materials-6] Krautkramer, J. & Krautkramer, H. (1990). Ультразвуковой контроль материалов . Springer. С. 119–149. ISBN 978-3-662-10680-8.

[7] «Как работают электронные барабаны? Руководство по цифровым установкам для начинающих» . Studio D: интервью с художниками, обзоры снаряжения, новости продуктов | Dawsons Music . 2019-04-10 . Проверено 1 октября 2019 .

[8] "Краткое руководство по установке пьезо-ударных" . www.sparkfun.com - SparkFun Electronics . Проверено 1 октября 2019 .

[9] Эрхарт, Иржи. «Пьезоэлектричество и сегнетоэлектричество: явления и свойства» (PDF) . Физический факультет Либерецкого технического университета. Архивировано 8 мая 2014 года. CS1 maint: unfit URL (link)

[10] Кюри, Жак ; Кюри, Пьер (1880). "Развитие при сжатии электрического поля в кристаллах с наклонными гранями" [Развитие посредством сжатия электрической поляризации в полуэдрических кристаллах с наклонными гранями]. Бюллетень Минерологического общества Франции . 3 (4): 90–93. DOI : 10,3406 / bulmi.1880.1564 .
Перепечатано в: Кюри, Жак ; Кюри, Пьер (1880). «Развитие, частичное, электрическое электричество в современном искусстве на лицах» . Comptes Rendus (на французском). 91 : 294–295. Архивировано 05 декабря 2012 года.
См. Также: Кюри, Жак ; Кюри, Пьер (1880). "Sur l'électricité polaire dans les cristaux hémièdres à faces inclinées" [Об электрической поляризации в полуэдрических кристаллах с наклонными гранями]. Comptes Rendus (на французском). 91 : 383–386. Архивировано 05 декабря 2012 года.

[11] Липпманн, Г. (1881). «Принцип сохранения электричества» [Принцип сохранения электричества]. Annales de chimie et de Physique (на французском языке). 24 : 145. Архивировано 8 февраля 2016 года.

[12] Кюри, Жак ; Кюри, Пьер (1881). «Сокращения и расширения, производимые напряжением в полугранном кристалле с наклонными гранями » [сжатия и расширения, вызываемые напряжениями в полуэдрических кристаллах с наклонными гранями]. Comptes Rendus (на французском). 93 : 1137–1140. Архивировано 05 декабря 2012 года.

[13] Фойгт, Вольдемар (1910). Lehrbuch der Kristallphysik . Берлин: Б. Г. Тойбнер. Архивировано 21 апреля 2014 года.

[14] Кацир, С. (2012). «Кто знал пьезоэлектричество? Резерфорд и Ланжевен об обнаружении подводных лодок и изобретении гидролокатора» . Примечания Рек. R. Soc . 66 (2): 141–157. DOI : 10,1098 / rsnr.2011.0049 .

[ZPB1995a-15] М. Биркхольц (1995). «Диполи, индуцированные кристаллическим полем в гетерополярных кристаллах - II. Физический смысл» . Z. Phys. B . 96 (3): 333–340. Bibcode : 1995ZPhyB..96..333B . DOI : 10.1007 / BF01313055 . S2CID 122393358 . Архивировано 30 октября 2016 года.

[PAMTA-16] С. Trolier-McKinstry (2008). «Глава 3: Кристаллохимия пьезоэлектрических материалов». В А. Сафари; EK Akdo˘gan (ред.). Пьезоэлектрические и акустические материалы для преобразователей . Нью-Йорк: Спрингер. ISBN 978-0-387-76538-9.

[17] Роберт Репас (2007-02-07). «Sensor Sense: пьезоэлектрические датчики силы» . Machinedesign.com . Архивировано из оригинала на 2010-04-13 . Проверено 4 мая 2012 .

[18] IEC 80000-6, пункт 6-12

[19] «IEC 60050 - Международный электротехнический словарь - Подробная информация для IEV номер 121-11-40:« плотность электрического потока » » . www.electropedia.org .

[ikeda-20] Икеда, Т. (1996). Основы пьезоэлектричества . Издательство Оксфордского университета.^{[ ISBN отсутствует ]}

[DD1998-21] Дамьянович, Драган (1998). «Сегнетоэлектрические, диэлектрические и пьезоэлектрические свойства сегнетоэлектрических тонких пленок и керамики». Отчеты о достижениях физики . 61 (9): 1267–1324. Bibcode : 1998RPPh ... 61.1267D . DOI : 10.1088 / 0034-4885 / 61/9/002 .

[22] Кочервинский, В. (2003). «Пьезоэлектричество в кристаллизующихся сегнетоэлектрических полимерах». Кристаллографические отчеты . 48 (4): 649–675. Bibcode : 2003CryRp..48..649K . DOI : 10.1134 / 1.1595194 . S2CID 95995717 .

[23] "Классы пьезоэлектрических кристаллов" . Ньюкаслский университет, Великобритания. Архивировано 2 апреля 2015 года . Проверено 8 марта 2015 года .

[24] "Классы пироэлектрических кристаллов" . Ньюкаслский университет, Великобритания. Архивировано 2 апреля 2015 года . Проверено 8 марта 2015 года .

[25] Акизуки, Мидзухико; Hampar, Martin S .; Зуссман, Джек (1979). «Объяснение аномальных оптических свойств топаза» (PDF) . Минералогический журнал . 43 (326): 237–241. Bibcode : 1979MinM ... 43..237A . CiteSeerX 10.1.1.604.6025 . DOI : 10,1180 / minmag.1979.043.326.05 .

[26] Radusinović, Душан и Марков, Cvetko (1971). «Македонит - титанат свинца: новый минерал» (PDF) . Американский минералог . 56 : 387–394. Архивировано (PDF) из оригинала 5 марта 2016 года.

[27] Burke, Eaj & Kieft, C. (1971). «Второе появление македонита, PbTiO ₃ , Лонгбан, Швеция». Lithos . 4 (2): 101–104. Bibcode : 1971Litho ... 4..101B . DOI : 10.1016 / 0024-4937 (71) 90102-2 .

[28] Jaffe, B .; Повар, WR; Джаффе, Х. (1971). Пьезоэлектрическая керамика . Нью-Йорк: Академ.^{[ ISBN отсутствует ]}

[29] Ganeshkumar, Rajasekaran; Сомнатх, Сухас; Чеа, Чин Вэй; Джесси, Стивен; Калинин, Сергей В .; Чжао, Жун (2017-12-06). «Расшифровка видимого сегнетоэлектричества в перовскитных нановолокнах». Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 9 (48): 42131–42138. DOI : 10.1021 / acsami.7b14257 . ISSN 1944-8244 . PMID 29130311 .

[30] Сайто, Ясуёси; Такао, Хисааки; Танил, Тошихико; Нонояма, Тацухико; Такатори, Казумаса; Хомма, Такахико; Нагая, Тошиатсу; Накамура, Масая (2004-11-04). «Бессвинцовая пьезокерамика». Природа . 432 (7013): 81–87. Bibcode : 2004Natur.432 ... 84S . DOI : 10,1038 / природа03028 . PMID 15516921 . S2CID 4352954 .

[GurdalUral2011-31] Gurdal, Erkan A .; Урал, Сейит О .; Пак, Хви-Йоль; Nahm, Sahn; Учино, Кендзи (2011). « Бессвинцовый пьезоэлектрический трансформатор высокой мощности (Na _0,5 K _0,5 ) на основе NbO ₃ ». Японский журнал прикладной физики . 50 (2): 027101. Bibcode : 2011JaJAP..50b7101G . DOI : 10,1143 / JJAP.50.027101 . ISSN 0021-4922 .

[32] Ибн-Мохаммед, Т., Ко, С., Reaney И., Синклер Д., Мустафа, К., Acquaye, А., и Ван, Д. (2017). "Являются ли пьезоэлектрики без свинца более экологически чистыми?" MRS Communications , 7 (1), 1-7. DOI: 10.1557 / mrc.2017.10

[33] Ву, Jiagang. (2020). «Перовскитовая бессвинцовая пьезокерамика». Журнал прикладной физики , 127 (19). DOI: 10.1063 / 5.0006261

[34] Migliorato, Макс; и другие. (2014). «Обзор нелинейного пьезоэлектричества в полупроводниках». AIP Conf Proc . Материалы конференции AIP. 1590 (Н / Д): 32–41. Bibcode : 2014AIPC.1590 ... 32M . DOI : 10.1063 / 1.4870192 .

[:0-35] Хэйван, Уолтер; Любиц, Карл; Версинг, Вольфрам, ред. (2008). Пьезоэлектричество: эволюция и будущее технологии . Берлин: Springer. ISBN 978-3540686835. OCLC 304563111 .

[:1-36] Саппати, Киран; Бхадра, Шармиштха; Саппати, Киран Кумар; Бхадра, Шармиштха (2018). «Пьезоэлектрические полимерные и бумажные основы: обзор» . Датчики . 18 (11): 3605. DOI : 10,3390 / s18113605 . PMC 6263872 . PMID 30355961 .

[37] Ма, Си Вэй; Fan, You Jun; Ли, Хуа Ян; Су, Ли; Ван, Чжун Линь; Чжу, Гуан (07.09.2018). «Гибкий пористый наногенератор на основе полидиметилсилоксана / свинца, цирконата и титаната с двойным эффектом сегнетоэлектричества и пьезоэлектричества». Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 10 (39): 33105–33111. DOI : 10.1021 / acsami.8b06696 . ISSN 1944-8244 . PMID 30191707 .

[38] Чен, Сяолян; Парида, Кошик; Ван, Цзянсинь; Сюн, Цзяцин; Линь, Мэн-Фанг; Шао, Цзиньё; Ли, Пуй Си (2017-11-20). "Растяжимый и прозрачный нанокомпозитный наногенератор для автономного физиологического мониторинга". Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 9 (48): 42200–42209. DOI : 10.1021 / acsami.7b13767 . ISSN 1944-8244 . PMID 29111642 .

[39] Муди, MJ; Марвин, CW; Хатчисон, GR (2016). «Молекулярно-легированные пенополиуретаны с массивным пьезоэлектрическим откликом». Журнал Materials Chemistry C . 4 (20): 4387–4392. DOI : 10.1039 / c6tc00613b . ISSN 2050-7526 .

[40] Ли, BY; Zhang, J .; Zueger, C .; Чанг, WJ; Ю, SY; Wang, E .; Meyer, J .; Ramesh, R .; Ли, SW (13 мая 2012 г.). «Генерация пьезоэлектрической энергии на основе вирусов». Природа Нанотехнологии . 7 (6): 351–356. Bibcode : 2012NatNa ... 7..351L . DOI : 10.1038 / nnano.2012.69 . PMID 22581406 .

[41] Тао, Кай; и др. (2019). «Стабильные и оптоэлектронные дипептидные сборки для сбора энергии» . Материалы сегодня . 30 : 10–16. DOI : 10.1016 / j.mattod.2019.04.002 . PMC 6850901 . PMID 31719792 .

[42] Герен, Сара; Стэплтон, Эйми; Чован, Драгомир; Мурас, Рабах; Глисон, Мэтью; Маккеун, Циан; Нур, Мохамед Радзи; Силиен, Кристоф; Рен, Фернандо М.Ф .; Холкин, Андрей Л .; Лю, Нин (февраль 2018 г.). «Контроль пьезоэлектричества в аминокислотах путем супрамолекулярной упаковки» . Материалы природы . 17 (2): 180–186. DOI : 10.1038 / nmat5045 . ISSN 1476-1122 . PMID 29200197 .

[43] "Отчет о рынке: Мировой рынок пьезоэлектрических устройств" . Исследование рынка. Архивировано 3 июля 2011 года.

[44] Ричард, Майкл Грэм (2006-08-04). «Япония: производство электроэнергии через железнодорожные кассы» . TreeHugger . Discovery Communications, LLC. Архивировано 9 июля 2007 года.

[45] Райт, Сара Х. (2007-07-25). «Дуэт Массачусетского технологического института видит управляемую людьми" Крауд-ферму " » . Новости MIT . Массачусетский технологический институт . Архивировано 12 сентября 2007 года.

[46] Kannampilly, Амма (2008-07-11). «Как спасти мир по одному танцу за раз» . ABC News. Архивировано 31 октября 2010 года.

[47] Барбехенн, Джордж Х. (октябрь 2010 г.). «Истинная независимость от сети: надежная система сбора энергии для беспроводных датчиков, использующая пьезоэлектрический источник питания для сбора энергии и литий-полимерные батареи с шунтирующим зарядным устройством» . Журнал аналоговых инноваций : 36.

[48] Филлипс, Джеймс Р. (2000-08-10). «Пьезоэлектрическая технология: грунтовка» . eeProductCenter . TechInsights. Архивировано из оригинала на 2010-10-06.

[49] Спек, Шейн (2004-03-11). "Как работают реактивные гранаты Шейна Спека" . HowStuffWorks.com . Архивировано 29 апреля 2012 года . Проверено 4 мая 2012 .

[50] Moubarak, P .; и другие. (2012). «Самокалибрующаяся математическая модель для прямого пьезоэлектрического эффекта нового датчика наклона MEMS». Журнал датчиков IEEE . 12 (5): 1033–1042. Bibcode : 2012ISenJ..12.1033M . DOI : 10,1109 / jsen.2011.2173188 . S2CID 44030488 .

[shabestari-51] а б Шабестари, НП (2019). «Изготовление простого и легкого в изготовлении пьезоэлектрического привода и его использование в качестве фазовращателя в цифровой интерферометрии спекл-структуры». Журнал оптики . 48 (2): 272–282. DOI : 10.1007 / s12596-019-00522-4 . S2CID 155531221 .

[52] Le Letty, R .; Barillot, F .; Lhermet, N .; Claeyssen, F .; Йорк, М .; Gavira Izquierdo, J .; Арендс, Х. (2001). «Механизм сканирования для ROSETTA / MIDAS от инженерной модели до летной». В Харрис, РА (ред.). Труды 9-го Европейского симпозиума по космическим механизмам и трибологии, 19–21 сентября 2001 г., Льеж, Бельгия . 9-й Европейский симпозиум по космическим механизмам и трибологии . ESA SP-480. 480 . С. 75–81. Bibcode : 2001ESASP.480 ... 75L . ISBN 978-92-9092-761-7.

[piezact-53] Симонсен, Торбен Р. (27 сентября 2010 г.). «Пьезо в космосе» . Электронный бизнес (на датском). Архивировано из оригинального 29 сентября 2010 года . Проверено 28 сентября 2010 года .

[54] "Разве не удивительно, как одна умная идея, одна фишка и умный материал изменили мир тенниса?" . Head.com. Архивировано из оригинального 22 февраля 2007 года . Проверено 27 февраля 2008 .

[55] Baltaci, Volkan; Айваз, Озге Юнер; Юнсал, Эврим; Акташ, Ясемин; Балтаджи, Айсун; Турхан, Фериба; Озджан, Сарп; Сёнмезер, Мурат (2009). «Эффективность внутрицитоплазматической инъекции сперматозоидов в сочетании с пьезоэлектрической стимуляцией у бесплодных пар с полным отказом оплодотворения». Fertil. Стерил . 94 (3): 900–904. DOI : 10.1016 / j.fertnstert.2009.03.107 . PMID 19464000 .

[56] Hoigne, DJ; Стабингер, С .; фон Kaenel, O .; Shamdasani, S .; Хазенбёлер, П. (2006). «Пьезоэлектрическая остеотомия в хирургии кисти: первые опыты с новой техникой» . BMC Musculoskelet. Disord . 7 : 36. DOI : 10,1186 / 1471-2474-7-36 . PMC 1459157 . PMID 16611362 .

[57] Labanca, M .; Azzola, F .; Vinci, R .; Роделла, LF (2008). «Пьезоэлектрическая хирургия: двадцать лет использования». Br. J. Oral Maxillofac. Surg . 46 (4): 265–269. DOI : 10.1016 / j.bjoms.2007.12.007 . PMID 18342999 .

[58] Синха, Дхирадж; Амаратунга, Гехан (2015). «Электромагнитное излучение при явном нарушении симметрии» . Письма с физическим обзором . 114 (14): 147701. Bibcode : 2015PhRvL.114n7701S . DOI : 10.1103 / physrevlett.114.147701 . PMID 25910163 .

[59] «Новое понимание электромагнетизма может позволить« антенны на чипе » » . cam.ac.uk . 2015-04-09. Архивировано 4 марта 2016 года.

[60] Takefuji, Y. (апрель 2008). «А если общественный транспорт не потребляет больше энергии?» (PDF) . Ле Рейл : 31–33.

[61] Takefuji, Y. (сентябрь 2008). Известные и неизвестные явления нелинейного поведения мата для сбора энергии и динамика поперечной волны (PDF) . международный симпозиум по нелинейной теории и ее приложениям.

[62] Deutz, DB; Pascoe, J.-A .; van der Zwaag, S .; de Leeuw, DM; Гроен, П. (2018). «Анализ и экспериментальное подтверждение добротности пьезоэлектрических сборщиков энергии» . Материалы Horizons . 5 (3): 444–453. DOI : 10.1039 / c8mh00097b .

[ReferenceA-63] а б Ли, Сяофэн; Стрезов, Владимир (2014). «Моделирование потенциала сбора пьезоэлектрической энергии в учебном здании» . Преобразование энергии и управление . 85 : 435–442. DOI : 10.1016 / j.enconman.2014.05.096 .

[64] «Goodyear пытается сделать шину, вырабатывающую электричество» . ПРОВОДНОЙ . 2015-03-12. Архивировано 11 мая 2016 года . Проверено 14 июня +2016 .

[65] Хайди Хупес (8 ноября 2013). «Хорошие колебания приводят к эффективным возбуждениям в гибридных солнечных элементах» . Gizmag.com. Архивировано 11 ноября 2013 года . Проверено 11 ноября 2013 .

[66] Shoaee, S .; Briscoe, J .; Даррант-младший; Данн, С. (2013). "Акустическое улучшение характеристик фотоэлектрических устройств на основе полимера / ZnO наностержня" . Современные материалы . 26 (2): 263–268. DOI : 10.1002 / adma.201303304 . PMID 24194369 .

[1]