Hiệu ứng áp điện – piezoelectric effect

Hiệu ứng áp điện – piezoelectric effect  – piezoelectric phenomena  là một hiện tượng được nhà khoáng vật học người Pháp đề cập đầu tiên vào năm 1817, sau đó được anh em nhà Pierre và Jacques Curie chứng minh và nghiên cứu thêm vào năm 1880. Hiện tượng xảy ra như sau: người ta tìm được một loại chất có tính chất hóa học gần giống gốm (ceramic) và nó có hai hiệu ứng thuận và nghịch nhưng khi áp vào nó một trường điện thì nó biến đổi hình dạng và ngược lại khi dùng lực cơ học tác động vào nó thì nó tạo ra dòng điện. Nó như một máy biến đổi trực tiếp từ năng lượng điện sang năng lượng cơ học và ngược lại. Nếu như theo chiều hướng thuận, có nghĩa là tác dụng lực lên vật thì sẽ sinh ra điện và ngược lại là áp điện nghịch : tác động hiệu thế vào vạt thì sẽ sinh ra công biến dạng làm biến đổi lực. Một vật được cấu tạo bởi ba yếu tố PZT ( chì Pb, zorconi, titan ) sẽ có tính chất áp điện. ( VD: thạch anh ).

Ngày nay hiện tượng áp điện được ứng dụng rất rộng rãi trong kỹ thuật phục vụ cho cuộc sống hàng ngày như: máy bật lửa, cảm biến, máy siêu âm, điều khiển góc quay nhỏ gương phản xạ tia lade, các thiết bị, động cơ có kích thước nhỏ, hiện nay người ta đang phát triển nhiều chương trình nghiên cứu như máy bay bay đập cánh như côn trùng, cơ nhân tạo, cánh máy bay biến đổi hình dạng, phòng triệt tiêu âm thanh, các cấu trúc thông minh, hầu hết các máy in hiện nay… một trong những ứng dụng quan trọng hiện nay trong kỹ thuật là dùng làm động cơ piezo.

Cho đến hiện nay người ta đã tìm ra được 2 loại vật liệu piezo cơ bản đó là dạng cục (như gốm) ceramic và tấm mỏng như tấm film.

Hiệu ứng điện áp nói một cách ngắn gọn là hiệu ứng điện làm thay đổi hình dáng của vật liệu, với hiệu ứng điện ở tần số cao, hình dáng vật liệu thay đổi nhanh ở tần số đó cho phép tạo lên âm thanh hoặc sóng siêu âm.

Một số hình ảnh minh họa