Termodinamiski aktīvi materiāli

Piroelektriķi ir tādi materiāli, kuri niecīgas temperatūras izmaiņas rezultātā ģenerē īslaicīgu elektrisko potenciālu. Temperatūras izmaiņas izsauc atomu atrāšanās vietas izmaiņu tā kristāliskā režģa struktūrā, kā rezultātā kristālā izmainās spontānās polarizācijas vērtība un uz virsmas rodas lādiņi, kurus, izmantojot kondensatoru, iespējams uzkrāt un tālāk pārvērst elektriskajā impulsā [1-3].
Šo parādību iespējams skaidrot ar to, ka dažiem kristāliskiem dielektriķiem polarizācijas vektors nav vienāds ar nulli pat tad, ja tie neatrodas ārējā elektriskā laukā, jeb citiem vārdiem sakot šīs vielas polarizējas spontāni neatkarīgi no ārējā lauka. Parastā dielektriķī ārējā polarizācijas ietekmē uz virsmas parādās saistīti lādiņi tikai ārējā elektriskā laukā, tos iespējams konstatēt tuvinot šo dielektriķi uzlādētam elektrometram, kā rezultātā elektrometra lādiņš samazinās [1-3].
Piroelektriķī, izmainot temperatūru par 10-5 K, spriegums izmainās par 1V, līdz ar ko, izmantojot šādu ierīci, iespējams konstatēt cilvēka vai citu siltuma izstarojošu objektu atrašanos sensora tuvumā [1-3].
Piroelektriķus plaši izmanto automātiskajos signalizācijas, gaismas un durvju slēdžos, kā arī temperatūras mērīšanai, ugunsgrēku detektoros un citur [4].

1.2. PJEZOELEKTRIĶI

Daži kristāli deformācijas rezultātā polarizējas, un uz kristāla ārējām skaldnēm izveidojas polarizācijas elektriskie lādiņi. Šo parādību sauc par pjezoelektrisko efektu un attiecīgos kristālus par pjezoelektriķiem. Polarizācijas pakāpe ir proporcionāla deformācijai un elastīgās deformācijas apgabalā ir proporcionāla mehāniskajam spriegumam. Ja maina deformācijas virzienu, mainās arī polarizācijas virziens. Vispilnīgāk šī īpašība ir izpētīta kvarca (SiO2) kristāliem. Ja kvarca monokristālu deformē perpendikulāri kristāla centrālajai asij, tad uz skaldnēm novērojams elektriskais lādiņš [1, 5, 6].
…