materiali ceramici piezoelettrici

materiali ceramici piezoelettrici

Materiali policristallini nei quali i domini ferroelettrici hanno orientazione casuale. A causa di tale disposizione non ordinata, sebbene ogni dominio sia dotato di un asse polare, l’insieme dei domini non mostra proprietà piezoelettriche. La direzione di polarizzazione può essere variata mediante un processo di polarizzazione (applicazione di un campo elettrico statico molto intenso), che conferisce un’anisotropia al materiale ceramico. Le direzioni che l’asse può assumere dipendono dal tipo di cristallo (tanto migliore sarà l’allineamento finale dei dipoli quanto maggiore è il numero di direzioni possibili). L’esistenza di stress meccanici interni e di imperfezioni tra i grani del materiale impediscono in realtà un allineamento perfetto. Tipicamente, le ceramiche piezoelettriche cristallizzano secondo una struttura perovskitica tetragonale 4mm al di sotto della temperatura critica e cubica m3m al di sopra. Le principali ceramiche ferroelettriche, scoperte intorno al 1945, sono il titanato-zirconato di piombo o PZT (PbTi_xZr_1−xO₃), il titanato di bario (BaTiO₃) e il titanato di piombo (PbTiO₃). Si tratta di materiali policristallini formati tramite la reazione ad alta temperatura di misture di ossidi metallici. Cambiando la loro composizione in modo opportuno, le caratteristiche fisiche possono adattarsi a diverse applicazioni. Inoltre, essi possono essere realizzati per pressione e sinterizzazione in qualsiasi forma desiderata. I materiali ceramici piezoelettrici sono impiegati in molte applicazioni, dai trasduttori ultrasonici ai microfoni. Il PZT rappresenta il materiale piezoelettrico standard nell’imaging diagnostico. Recentemente, i materiali ceramici piezoelettrici sono impiegati come componenti nei sistemi di controllo degli STM (Scanning tunneling microscope).

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