Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng piezoelectric pyroelectric at ferroelectric ay ang piezoelectric effect ay ang pagbuo ng isang surface charge bilang tugon sa paggamit ng panlabas na stress sa isang materyal ngunit, ang pyroelectric effect ay ang pagbabago sa spontaneous polarization ng isang materyal bilang tugon sa pagbabago ng temperatura. Samantalang, ang ferroelectric effect ay isang pagbabago sa surface charge bilang tugon sa pagbabago sa spontaneous polarization.
Ang Piezoelectric, pyroelectric at ferroelectric ay tatlong terminong ginagamit namin upang ilarawan ang mga katangian ng elektrikal ng solid na materyales. Ang tatlong epektong ito ay naiiba sa isa't isa ayon sa mga tugon na ipinapakita ng mga ito batay sa mga pagbabagong ginawa sa kanilang iba pang mga katangian.
Ano ang Piezoelectric?
Ang Piezoelectric ay tumutukoy sa pag-aari ng ilang mga solidong materyales kung saan ang mga materyales na ito ay maaaring mag-ipon ng electric charge sa paggamit ng mekanikal na stress. Sa madaling salita, ito ay tumutukoy sa kuryente na nagreresulta mula sa presyon at nakatagong init. Ang terminong ito ay nagmula sa Greek, kung saan ang piezin ay nangangahulugang pisilin o pindutin at elektron ay nangangahulugang amber (isang maagang pinagmumulan ng singil ng kuryente). Ang property na ito ay pinangalanang piezoelectricity, at ang mga materyales na nagpapakita ng property na ito ay kinabibilangan ng mga kristal, ilang partikular na ceramics, at biological matter gaya ng mga buto, DNA, at iba't ibang protina.
Karaniwan, ang piezoelectric effect ay maaaring humantong sa linear electromechanical na interaksyon sa pagitan ng mekanikal at elektrikal na estado sa mga crystalline na materyales na walang inversion symmetry. Bukod dito, ang epektong ito ay nababaligtad dahil ang mga materyales na maaaring magpakita ng piezoelectric na epekto ay maaari ring magpakita ng kabaligtaran ng epekto (ito ay ang henerasyon ng isang mekanikal na strain na nagmumula sa isang inilapat na electrical field).
Figure 01: Pagbuo ng Boltahe sa pamamagitan ng Piezoelectric Disk Sa Pag-deform
Ang likas na katangian ng piezoelectric effect ay halos katulad ng sa electric dipole moment sa solids. Madali nating makalkula ang dipole density o polarization sa pamamagitan ng pagbubuod ng mga dipole moments bawat volume ng crystallographic unit cell. Karaniwan, ang mga kalapit na dipole ay may posibilidad na mag-align sa mga rehiyong pinangalanang mga domain ng Weiss. Ang proseso ng pag-align na ito ay pinangalanang poling kung saan ang isang malakas na electric field ay inilalapat sa mga materyales sa mataas na temperatura. Gayunpaman, ang lahat ng piezoelectric na materyales ay hindi maaaring i-poled.
Ano ang Pyroelectric?
Ang ibig sabihin ng Pyroelectric ay ang pag-aari ng ilang mga kristal ay may malaking electric field dahil sa natural na electrical polarization. Sa madaling salita, ito ay ang kakayahan ng ilang mga solido na makabuo ng pansamantalang boltahe sa pag-init o paglamig. Ang katagang ito ay nagmula sa salitang Griyego; Ang ibig sabihin ng pyr ay "apoy" at "kuryente." Ang mga pagbabago sa mga kondisyon ng temperatura ay maaaring bahagyang baguhin ang mga posisyon ng mga atomo sa loob ng kristal na istraktura, at binabago nito ang polarisasyon ng materyal. Ang pagbabagong ito sa polariseysyon ay maaaring magbunga ng boltahe sa kabuuan ng kristal. Gayunpaman, ang piezoelectric field na minsang nabuo ay dahan-dahang nawawala dahil sa leakage current. Ang pagtagas na ito ay nangyayari dahil sa paggalaw ng mga electron sa pamamagitan ng kristal, paggalaw ng mga ion sa hangin, at paglabas ng kasalukuyang sa pamamagitan ng isang voltmeter na nakakabit sa kabuuan ng kristal.
Figure 02: Isang Pyroelectric Sensor
Pyroelectric effect ay nangyayari dahil sa electrical at thermal energy states na hindi gumagawa ng kinetic energy value. Sa kaibahan, ang piezoelectric effect ay nangyayari dahil sa kinetic energy at electrical energy na hindi gumagawa ng init. Ang mga pyroelectric na materyales ay matigas at kristal. Ngunit maaaring mayroong ilang malambot na materyales din na ginawa sa pamamagitan ng paggamit ng mga electret.
Ano ang Ferroelectric?
Ang Ferroelectric ay tumutukoy sa pag-aari ng ilang partikular na materyales na mayroong kusang polarisasyon ng kuryente na nababaligtad sa pamamagitan ng paggamit ng mga panlabas na electric field. Karaniwan, ang lahat ng mga ferroelectric na materyales ay pyroelectric, ngunit mayroon itong karagdagang pag-aari ng nababaligtad na natural na elektrikal na polariseysyon. Ang terminong ferroelectric ay nagmula sa ferromagnetism, na natuklasan bago ang pagkatuklas ng ferroelectricity.
Ang ganitong uri ng materyal ay kapaki-pakinabang sa paggawa ng mga capacitor dahil sa kanilang hindi linear na katangian. Karaniwan, ang mga capacitor na ito ay naglalaman ng isang pares ng mga electrodes na nagsasanwit ng isang layer ng ferroelectric na materyal. Bukod dito, ang kusang polariseysyon ng mga ferroelectric na materyales ay nagpapahiwatig ng isang hysteresis effect kung saan magagamit natin ito sa memory function. Bilang karagdagan, ang mga ferroelectric capacitor ay kapaki-pakinabang sa paggawa ng ferroelectric RAM.
Ano ang Pagkakaiba sa pagitan ng Piezoelectric Pyroelectric at Ferroelectric?
Ang mga terminong piezoelectric, pyroelectric, at ferroelectric effect ay tumutukoy sa mga electrical properties ng solid materials. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng piezoelectric pyroelectric at ferroelectric ay ang piezoelectric effect ay ang pagbuo ng isang surface charge bilang tugon sa aplikasyon ng panlabas na stress sa isang materyal. Samantala, ang pyroelectric effect ay ang pagbabago sa kusang polariseysyon ng isang materyal bilang tugon sa pagbabago ng temperatura. Samantalang, ang ferroelectric effect ay ang pagbabago sa spontaneous polarization na nagreresulta sa pagbabago sa surface charge.
Ang sumusunod na infographic ay nagpapakita ng mga pagkakaiba sa pagitan ng piezoelectric pyroelectric at ferroelectric sa tabular form para sa magkatabi na paghahambing.
Buod – Piezoelectric vs Pyroelectric vs Ferroelectric
Ang piezoelectric effect ay ang pagbuo ng isang surface charge bilang tugon sa paggamit ng panlabas na stress sa materyal, habang ang pyroelectric effect ay ang pagbabago sa spontaneous polarization ng isang materyal bilang tugon sa pagbabago ng temperatura. Ang ferroelectric effect ay isang pagbabago sa surface charge bilang tugon sa pagbabago sa spontaneous polarization. Kaya, ito ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng piezoelectric pyroelectric at ferroelectric.
