L'effet piézoélectrique dans les matériaux céramiques

le effet piézoélectriquea été découvert par Jacques et Pierre Curie en 1880. Ils ont découvert que si certains cristaux étaient soumis à une contrainte mécanique, ils deviendraient polarisés électriquement et le degré de polarisation serait proportionnel à la contrainte appliquée. Les Curies ont également découvert que ces mêmes matériaux se déformaient lorsqu'ils étaient exposés à un champ électrique. C'est ce que l'on appelle l'effet piézoélectrique inverse.

leeffet piézoélectrique est présent dans un certain nombre de cristaux naturels, tels que le quartz, la tourmaline et le tartrate de sodium et de potassium, utilisés depuis de nombreuses années comme transducteur électromécanique. Pour qu'un cristal présente l'effet piézoélectrique, sa structure ne doit pas avoir de centre de symétrie. Une contrainte (de traction ou de compression) appliquée à un tel cristal modifiera la séparation entre les sites de charges positives et négatives dans chaque cellule élémentaire, ce qui conduira à une polarisation nette à la surface du cristal. L’effet est pratiquement linéaire, c’est-à-dire que la polarisation varie directement avec la contrainte appliquée, et dépend de la direction, de sorte que les contraintes de compression et de traction génèrent des champs électriques et donc une tension de polarité opposée. Il est également réciproque, de sorte que si le cristal céramique piézoélectrique exposé à un champ électrique, il subira une contrainte élastique qui augmentera ou diminuera sa longueur en fonction de la polarité du champ.