El fenómeno piezoeléctrico

LA OPTIMIZACIÓN DEL FENÓMENO PIEZOELÉCTRICO:
CERÁMICOS PIEZOELÉCTRICOS
Pedro Guillermo Lara -
Javier Navarro -
ÍNDICE
EL FENÓMENO PIEZOELÉCTRICO (3)
HISTORIA DE LA PIEZOELECTRICIDAD (4)
-Descubrimiento y primeras investigaciones
-Posterior estudio
-Primera generación de aplicaciones con cristales naturales
-Segunda generación: cerámicos piezoeléctricos-Desarrollos japoneses
-Presente y futuro de la piezoelectricidad
CERÁMICOS PIEZOELÉCTRICOS: FABRICACIÓN Y APLICACIONES (7)
CONSTANTES A TENER EN CUENTA (9)
CERÁMICOS PIEZOELÉCTRICOS IÓNICOS vs. COVALENTES (10)
COMPORTAMIENTO DE UN CERÁMICO PIEZOELÉCTRICO (12)
DETERMINACIÓN DE LA FRECUENCIA DE RESONANCIA (14)
APLICACIONES (15)
FUTURO DE LA PIEZOELECTRICIDAD:
NUEVASGENERACIONES DE MATERIALES (17)
CONCLUSIONES Y BIBLIOGRAFÍA (18)
EL FENÓMENO PIEZOELÉCTRICO
_Los hermanos Curie descubrieron en 1880 una inusual característica de ciertos cristales minerales : cuando eran sometidos a una presión mecánica, el cristal se polarizaba eléctricamente .La tensión y compresión generaban voltajes de polaridad opuesta y en proporción a la fuerza aplicada.__Consecuentemente la reacción opuesta fue también confirmada, si uno de estos cristales generadores de voltaje era expuesto a un campo eléctrico se alargaba o acortaba de acuerdo a la polaridad del campo, y en proporción a la fuerza de dicho campo. Estos comportamientos fueron etiquetados como el efecto piezoeléctrico , del griego piezein , que significa apretar o estrujar . _
_Aunque las magnitudes delos voltajes piezoeléctricos, movimientos o fuerzas son pequeñas y normalmente requieren una amplificación. (un típico disco cerámico piezoeléctrico aumentara o disminuirá su anchura una fracción de milímetro), los materiales piezoeléctricos han sido adaptados a un rango impresionante de aplicaciones. El efecto piezoeléctrico es usado para aplicaciones de censores como por ejemplo, censores defuerza o desplazamiento. El efecto piezoeléctrico inverso tiene aplicaciones como control dispositivos o motores que precisan control de posicionamiento , y en la generación de señales sónicas y ultrasónicas ._
HISTORIA DE LA PIEZOELECTRICIDAD
DESCUBRIMIENTOS E INVESTIGACIONES -1880/1882
La primera demostración experimental de una conexión entre el fenómeno piezoeléctrico macroscópico yestructura cristalográfica, fue publicado en 1880 por Pierre Jacques Courier . El experimento consistía en una medición conclusiva de las cargas especiales aparecidas en cristales especialmente preparados ( Formalina , Cuarzo, Topacio, Kanesugar , y sal de Rochelle , entre ellos .- los cuales fueron sometidos a presiones mecánicas . Los resultados fueron un reconocimiento a la imaginación yperseverancia de Courier, considerando que fueron obtenidos con nada mas que pegamento , cable , imanes y una sierra de joyero .
En los círculos científicos del momento, el efecto fue considerado, un descubrimiento que se nombró como Piezo electricidad , con objetivo de distinguirlo de otras áreas de ciencia experimental como la” electricidad” de contactos, - Electricidad estática generada por fricción,y “ Piroelectricidad “, electricidad generada por cristales mediante el calor .
Los hermanos Courier afirmaron sin embargo que no había nada correspondencia entre los efectos eléctricos de cambio de temperatura y presión mecánica en un cristal dado , y que ellos habían usado esta correspondencia no solo para escoger los cristales para el experimento, sino también para determinar los cortes dedichos cristales . Para ellos , su demostración fue la confirmación de las predicciones que fueron a su vez consecuencia lógica de su entendimiento de los orígenes microscópicos cristalográficos de la piroelectricidad . .- Nota : De determinados cristales asimétricos.-
Los Hermanos Courier no predijeron sin embargo que estos cristales que exhibían directamente el efecto piezoeléctrico ,...