Má prášok ZNS nejaké piezoelektrické vlastnosti?

Ako dodávateľ prášku ZNS často dostávam od rôznych zákazníkov otázky týkajúce sa nehnuteľností a aplikácií tohto materiálu. Jednou z otázok, ktorá sa často objavuje, je to, či prášok ZNS má nejaké piezoelektrické vlastnosti. V tomto blogovom príspevku sa ponorím do tejto témy, aby som poskytol komplexné pochopenie piezoelektrických charakteristík prášku ZNS.

Piezoelektricia: Stručný prehľad

Piezoelektrickosť je jedinečná vlastnosť vykazovaná v určitých materiáloch, ktoré môžu generovať elektrický náboj v reakcii na aplikované mechanické napätie alebo naopak, pri použití elektrického poľa sa podlieha mechanickej deformácii. Toto obojsmerné spojenie medzi mechanickými a elektrickými javmi viedlo k širokej škále aplikácií vrátane senzorov, ovládačov a energetických zberateľov.

Piezoelektrický účinok sa primárne pozoruje v materiáloch s ne -centrosymetrickou kryštálovou štruktúrou. Ak sa na tieto materiály aplikuje mechanická sila, skresľuje kryštálovú mriežku, ktorá spôsobuje separáciu pozitívnych a negatívnych nábojov, a tým vytvára elektrický potenciál.

Kryštalická štruktúra Zns

Sulfid zinočnatého (ZNS) existuje v dvoch hlavných kryštálových štruktúrach: štruktúra kubickej zinkovej zmesi (sfalerit) a šesťuholníkovej štruktúry wurtzitu.

Štruktúra zinkovej zmesi má centrosymetrické usporiadanie. V centrosymetrickom kryštáli pre každý atóm v polohe (x, y, z) je v polohe rovnaký atóm (-x, -y, -z). Vďaka tejto symetrii je momentová zmena momentu čistého dipólu pri mechanickom napätí nula a materiály s centrosymetrickou štruktúrou nevykazujú piezoelektrickosť.

Na druhej strane, Wurtzitovou štruktúrou Zns nie je centrosymetrická. Atómy v mriežke Wurtzite sú usporiadané tak, že sa zmení čistý dipólový moment, keď je kryštál mechanicky deformovaný. Preto by Zns v štruktúre Wurtzite mali mať piezoelektrické vlastnosti.

Experimentálne dôkazy o piezoelektrici

Niekoľko štúdií skúmalo piezoelektrické vlastnosti ZNS. Nanoštruktúrované ZN, najmä vo forme nanočastíc s štruktúrou Wurtzite, vykazovali sľubné piezoelektrické správanie. Ak sú tieto nanovlákna ohnuté alebo stlačené, na ich koncoch sa generuje elektrický potenciál.

Výskum napríklad preukázal, že nanovlákna ZNS sa môžu použiť ako piezoelektrické generátory nanoScale. Ak sa aplikujú vonkajšie mechanické sily, ako sú ultrazvukové vibrácie, nanovlákna sa deformujú a výsledný piezoelektrický účinok sa môže využiť na premenu mechanickej energie na elektrickú energiu. To má potenciálne aplikácie v nanoduvicesoch a senzoroch poháňaných samostatne.

Je však dôležité poznamenať, že piezoelektrické vlastnosti ZnS sú relatívne slabé v porovnaní s niektorými dobre známymi piezoelektrickými materiálmi, ako je titanitán zirkonátu olovnatého (PZT). Rozsah piezoelektrických koeficientov, ktoré kvantifikujú pevnosť piezoelektrického účinku, je nižšia v Zns. Je to kvôli faktorom, ako je napríklad relatívne malý rozdiel v elektronickejpativite medzi atómami zinku a síry a špecifickými charakteristikami kryštálovej štruktúry.

Aplikácie piezoelektrických Zns

Napriek relatívne slabej piezoelektricity majú ZNS stále potenciálne aplikácie v oblasti piezoelektrickosti:

• Senzory: Zns nanovlákna sa môžu použiť na výrobu vysoko citlivých nanosenzorov. Napríklad môžu byť použité na detekciu malých mechanických vibrácií alebo zmien tlaku v nanomateriále. Piezoelektrický signál generovaný nanočastivami sa môže merať a korelovať s aplikovaným mechanickým stimulom, čo umožňuje detekciu rôznych fyzikálnych množstiev.
• Zber energie: V prostrediach, kde sú k dispozícii malé množstvá mechanickej energie, napríklad v biologických systémoch alebo vibráciách okolitých okolitých, môžu byť na premenu tejto mechanickej energie na elektrickú energiu použité zberače piezoelektrických energie založených na ZnS. To môže napájať elektronické zariadenia alebo senzory s malými mierkami bez potreby externých zdrojov energie.

Naše ponuky práškov ZNS

Ako dodávateľ prášku ZNS ponúkame rôzne kvalitné výrobky ZNS. NášVysoko výkonný plastový sulfid zinočnatéhoje vhodný pre aplikácie, kde sú dôležité mechanické a optické vlastnosti. Má vynikajúce disperzné charakteristiky a dá sa ľahko začleniť do polymérnych matíc, aby sa zvýšil ich výkon.

NášSulfid optického povlakuje špeciálne navrhnutý pre aplikácie optického povlaku. Má vysokú čistotu a rovnomernú distribúciu veľkosti častíc, čo zaisťuje vysokokvalitné optické povlaky s dobrou priehľadnosťou a reguláciou indexu lomu.

Aj keď piezoelektrické vlastnosti ZnS nemusia byť také výrazné ako v niektorých iných materiáloch, náš prášok ZnS môže byť stále cennou možnosťou pre aplikácie, v ktorých je potrebná kombinácia piezoelektricity a iných vlastností, ako sú optické alebo mechanické vlastnosti.

Záver

Záverom je, že prášok ZNS v štruktúre kryštálov Wurtzite má piezoelektrické vlastnosti, hoci sú relatívne slabé v porovnaní s niektorými tradičnými piezoelektrickými materiálmi. Nonosymetrická štruktúra Wurtzite umožňuje výrobu elektrického náboja pri mechanickom napätí.

ZNS má potenciálne aplikácie v senzoroch nanomateriálov a zberu energie, kde je možné využiť jeho jedinečnú kombináciu vlastností. Ako dodávateľ prášku ZNS sa zaväzujeme poskytovať produkty vysokej kvality, ktoré vyhovujú rôznym potrebám našich zákazníkov. Či už vás zaujíma piezoelektrické vlastnosti ZNS alebo jeho ďalšie aplikácie, vyzývame vás, aby ste nás kontaktovali na ďalšiu diskusiu a preskúmali potenciálne príležitosti na nákup.

Odkazy

1. Wang, Zl, & Song, J. (2006). Piezoelektrické nanogenerátory založené na poliach nanovlákna oxidu zinočnatého. Science, 312 (5771), 242 - 246.
2. Zhang, Y. a Wang, Zl (2008). Piezoelektrické - potenciál - hradlové transportné vlastnosti zNo a Zns nanowire Field - Effect Transistors. Nano Letters, 8 (8), 2526 - 2531.
3. Li, J., & Wang, ZL (2010). Nanowire - Piezotronics a Piezo - Photonics. Bulletin, 35 (3), 215 - 223.