Własności piezoelektryczne włókien ceramicznych

• Autorzy: Kozielski L.

Warianty tytułu

EN

The properties of piezoelectric ceramic fibres

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Ceramiczne materiały piezoelektryczne można otrzymywać w różnych postaciach i formach, zaczynając od tradycyjnej ceramiki objętościowej i cienkich oraz grubych warstw ceramicznych, a kończąc na formie włókien ceramicznych czy też praktycznie dowolnych kształtach, związanych z nowoczesnymi metodami wytwarzania wykorzystującymi drukarki 3D. Włókna piezoelektryczne wykazują wiele zalet w stosunku do objętościowej ceramiki tego samego typu. Można wśród nich wyróżnić lepszą anizotropię właściwości, elastyczność niemożliwą do osiągnięcia w ceramice objętościowej oraz większą wytrzymałość mechaniczną. Jednak metody, jakość składników wyjściowych oraz warunki wytwarzania tego typu włókien piezoelektrycznych dalej pozostają ogromnym obszarem badań i poszukiwań. Celami przedstawianego eksperymentu było wytworzenie piezoelektrycznych włókien metodą ekstruzji i zbadanie podstawowych parametrów materiałowych, elektrycznych i piezoelektrycznych oraz dokonanie analizy porównawczej właściwości w stosunku do komercyjnej ceramiki objętościowej.

EN

Ceramic piezoelectric materials can be prepared in various forms and shapes, starting from traditional bulk volumetric ceramics, and thin or thick ceramic layers finally ending in the form of ceramic fibres or even virtually any shape which is associated with novel production methods taking advantage of 3D printers. Piezoelectric fibres have a number of advantages compared to volumetric ceramics of the same type. Among them are improved anisotropy of properties, impossible to achieve in bulk ceramics, flexibility and associated with this greater mechanical strength. However, the methods, the quality of the starting components and the conditions for preparing this type of piezoelectric fibres still remain a vast area of research and investigations in order to effect optimum electrical and electromechanical properties of the final material. Objects of the experiment were to produce piezoelectric fibres by the extrusion method, examine electrical and piezoelectrical parameters, and comparative analysis with commercial bulk ceramics properties.

Słowa kluczowe

PL

włókna ceramiczne; ceramika piezoelektryczna; metoda ekstruzji

EN

ceramics fibres; piezoelectric ceramics; extrusion method

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 68, nr 1
• Strony: 44--48
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Kozielski L.

• Uniwersytet Śląski, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, Instytut Technologii i Mechatroniki ul. Śnieżna 2, 41-200 Sosnowiec

Bibliografia

• [1] Cook-Chennault, K. A., Thambi, N., Sastry, A. M.: Powering MEMS portable devices – a review of non-regenerative and regenerative power supply systems with special emphasis on piezoelectric energy harvesting systems, Smart Mater. Struct., 17, (2008), 1-33.
• [2] Cardenas-Valencia, A. M., Dlutowski, J., Knighton, S., Biver, C. J., Bumgarner, J., Langebrake, L.: Aluminum-anode, silicon-based micro-cells for powering expendable MEMS and lab-on-a-chip devices, Sensors and Actuators B: Chemical, 122, (2007), 328-336.
• [3] Beeby, S. P., Tudor, M. J. White, N. M.: Energy harvesting vibration sources for microsystems applications, Meas. Sci. Technol., 17, (2006), 175-195.
• [4] Jabbar, H., Song, Y. S., Jeong, T. T.: RF energy harvesting system and circuits for charging of mobile devices, Consumer Electronics, IEEE Transactions, 56, 1, (2010), 247-253.
• [5] Liu, J. Q., Fang, H. B., Xu, Z. Y., Mao, X. H., Shen, X. C., Chen, D., Liao, H., Cai, B. C.: A MEMS-based piezoelectric power generator array for vibration energy harvesting, Microelectronics J., 39, (2008), 802-806.
• [6] Fang, H .B., Liu, J. Q., Xu, Z. Y., Dong, L., Wang, L., Chen, D., Cai, B. C., Liu, Y.: Fabrication and performance of MEMS-based piezoelectric power generator for vibration energy harvesting, Microelectronics J., 37, (2006), 1280-1284.
• [7] Erturk, A., Hoffmann, J., Inman, D. J.: A piezomagnetoelastic structure for broadband vibration energy harvesting, App. Phys. Lett., 94, (2009), 254102- 1- 3.
• [8] Curie P.: J. Physique, 3i`eme s'erie III (1894).
• [9] Astrov, D.: Magnetoelectric effect in chromium oxide, Sov. Phys. JETP, 13, (1960), 729-733.
• [10] Rivera, J. P.: A short review of the magnetoelectric effect and related experimental techniques on single phase (multi-) ferroics, Eur. Phys. J. B, 71, (2009), 299-313.
• [11] Ryu, J., Kang, J. E., Zhou, Y., Choi, S. Y., Yoon, W. H., Park, D. S., Choi, J. J., Hahn, B. D., Ahn, C. W., Kim, J. W., Kim, Y. D., Priya, S., Lee, S. Y., Jeongh, S., Jeong, D. Y.: Ubiquitous magneto-mechano-electric generator, Energy & Environmental Sci., 8, (2015), 2402-2408.
• [12] http://www.ctscorp.com/components/pzt/downloads/PZT_5Aand5H.pdf

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.