Transformator piezoelektryczny ze sprzężeniem magnetycznym

• Autorzy: Kozielski L. , Płońska M. , Adamczyk M. , Bućko M. M. , Janik P.

Warianty tytułu

EN

Piezoelectric transformer with magnetic feedback

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Cyrkonian tytanian ołowiu i lantanu jest klasycznym materiałem ferro- i piezoelektrycznym. Wprowadzenie do jego struktury niewielkich ilości żelaza(III) w miejsce jonów lantanu powoduje pojawienie się efektu sprzężenia magnetoelektrycznego, którego wielkość wynika z odpowiednio dobranych proporcji wprowadzonej domieszki. Metodą bezpośredniej reakcji w ciele stałym uzyskano proszki, a następnie spieki materiałów o składach Pb0,91La0,09(Zr0,65Ti0,35)0,9775O3 (PLZT) oraz Pb0,91(La0,5Fe0,5)0,09(Zr0,65Ti0,35)0,9775O3 (PLFZT). Określono składy fazowe, mikrostrukturę, przenikalność elektryczną i straty dielektryczne obydwu materiałów. Z materiału PLFZT skonstruowano transformator piezoelektryczny, na którym określono wielkość sprzężenia magnetoelektrycznego oraz parametry przetwarzania wejściowego sygnału napięciowego funkcji natężenia zewnętrznego pola magnetycznego. Stwierdzono, że pomimo stosunkowo niewielkiej wartości sprzężenia uzyskano istotne wartości przesunięcia częstotliwościowego oraz spadek amplitudy napięcia wyjściowego w polu magnetycznym.

EN

Dense lead lantanium zirconate titanate (PLZT) ceramics is typically used for the fabrication of high power piezoelectric devices. The replacement of a small amount of lanthanium ions with iron(III) ones into the PLZT structure (PLFZT) leads to a multiferroic material with both piezoelectric and magnetic properties. Powders of Pb0.91La0.09(Zr0.65Ti0.35)0.9775O3 and Pb0.91(La0.5Fe0.5)0.09(Zr0.65Ti0.35)0.9775O3 were prepared by direct solid state reaction, and the phase composition, microstructure, dielectric permittivity and dielectric loss were determined for the sintered materials. The PLFZT material was used to construct a piezoelectric transformer with magnetic feedback, which converted an electrical a.c. input voltage into ultrasonic vibrations, and reconverted them back to an output as a.c. voltage proportionally to the magnetic field intensity. In despite of relatively low electromagnetic feedback, a substantial shift of voltage frequency and a voltage drop were observed in the magnetic field.

Słowa kluczowe

PL

materiały multiferroiczne; efekt magnetoelektryczny; transformator piezoelektryczny

EN

multiferroic materials; magnetoelectric effect; piezoelectric transformer

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2012
• Tom: T. 64, nr 4
• Strony: 447--451
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Kozielski L.

autor

Płońska M.

autor

Adamczyk M.

autor

Bućko M. M.

autor

Janik P.

• Uniwersytet Śląski, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, ul. Żytnia 12, 41-205 Sosnowiec,

Bibliografia

• 1. Kunz K., Enoksson P., Stemme G.: „Highly sensitive triaxial silicon accelerometer integrated PZT thin film detectors”, Sensors and Actuators, A 92, (2001), 156.
• 2. Wadhawan V.K.: Introduction to Ferroic Materials, Gordon and Breach Science Publishers, Singapore, 2000.
• 3. Dutta S., Choudhary R.N.P.: „Effect of trivalent iron substitution on structure and properties of PLZT ceramics”, Appl. Phys., A 90, (2008), 323.
• 4. Sanchez D.A., Kumar A., Ortega N., Katiyar R.S., Scott J.F.: Appl. Phys. Lett., 97, (2010), 202910.
• 5. Islam R. A., Kim H., Priya S., Stephanou H.: „Piezoelectric transformer based ultrahigh sensitivity magnetic field sensor”, Appl. Phys. Lett., 89, (2006), 2357941.