La principale différence entre le pyroélectrique piézoélectrique et le ferroélectrique est que l'effet piézoélectrique est la génération d'une charge de surface en réponse à l'application d'une contrainte externe à un matériau, mais l'effet pyroélectrique est le changement de la polarisation spontanée d'un matériau en réponse à un changement de température. Alors que l'effet ferroélectrique est un changement de la charge de surface en réponse au changement de la polarisation spontanée.
Piézoélectrique, pyroélectrique et ferroélectrique sont trois termes que nous utilisons pour décrire les propriétés électriques des matériaux solides. Ces trois effets sont différents les uns des autres en fonction des réponses qu'ils affichent en fonction des modifications apportées à leurs autres propriétés.
Qu'est-ce que le piézoélectrique ?
Piézoélectrique fait référence à la propriété de certains matériaux solides où ces matériaux peuvent accumuler la charge électrique lors de l'application d'une contrainte mécanique. En d'autres termes, il s'agit de l'électricité résultant de la pression et de la chaleur latente. Ce terme vient du grec, où piezin signifie presser ou presser et elektron signifie ambre (une des premières sources de charge électrique). Cette propriété est appelée piézoélectricité, et les matériaux présentant cette propriété comprennent des cristaux, certaines céramiques et des matières biologiques telles que des os, de l'ADN et diverses protéines.
Typiquement, l'effet piézoélectrique peut conduire à l'interaction électromécanique linéaire entre les états mécaniques et électriques dans les matériaux cristallins sans symétrie d'inversion. De plus, cet effet est réversible car les matériaux qui peuvent présenter un effet piézoélectrique peuvent également présenter l'inverse de l'effet (c'est la génération d'une contrainte mécanique qui provient d'un champ électrique appliqué).
Figure 01: Génération d'une tension par un disque piézoélectrique lors de la déformation
La nature de l'effet piézoélectrique est très similaire à celle du moment dipolaire électrique dans les solides. Nous pouvons facilement calculer la densité ou la polarisation dipolaire en additionnant les moments dipolaires par volume de la cellule unitaire cristallographique. Habituellement, les dipôles voisins ont tendance à s'aligner dans des régions appelées domaines de Weiss. Ce processus d'alignement est appelé polarisation où un fort champ électrique est appliqué à travers les matériaux à des températures élevées. Cependant, tous les matériaux piézoélectriques ne peuvent pas être polarisés.
Qu'est-ce que la pyroélectricité ?
Pyroélectrique signifie que la propriété de certains cristaux a un grand champ électrique en raison de la polarisation électrique naturelle. En d'autres termes, c'est la capacité de certains solides à générer une tension temporaire lors du chauffage ou du refroidissement. Ce terme provient du sens grec; pyr signifie « feu » et « électricité ». Les changements de température peuvent modifier légèrement la position des atomes dans la structure cristalline et modifier la polarisation du matériau. Ce changement de polarisation peut donner lieu à une tension aux bornes du cristal. Cependant, le champ piézoélectrique qui se forme une fois disparaît lentement en raison du courant de fuite. Cette fuite se produit en raison du mouvement des électrons à travers le cristal, du mouvement des ions dans l'air et du courant qui fuit à travers un voltmètre fixé à travers le cristal.
Figure 02: Un capteur pyroélectrique
L'effet pyroélectrique se produit en raison d'états d'énergie électrique et thermique qui ne produisent pas de valeur d'énergie cinétique. En revanche, l'effet piézoélectrique se produit en raison de l'énergie cinétique et de l'énergie électrique qui ne produit pas de chaleur. Les matériaux pyroélectriques sont durs et cristallins. Mais il peut aussi y avoir des matériaux souples fabriqués à l'aide d'électrets.
Qu'est-ce que le ferroélectrique ?
Ferroélectrique fait référence à la propriété de certains matériaux ayant une polarisation électrique spontanée réversible par l'application de champs électriques externes. Habituellement, tous les matériaux ferroélectriques sont pyroélectriques, mais ils ont une propriété supplémentaire de polarisation électrique naturelle réversible. Le terme ferroélectrique vient du ferromagnétisme, qui a été découvert avant la découverte de la ferroélectricité.
Ce type de matériau est utile dans la fabrication de condensateurs en raison de leur nature non linéaire. Typiquement, ces condensateurs contiennent une paire d'électrodes qui prennent en sandwich une couche de matériau ferroélectrique. De plus, la polarisation spontanée des matériaux ferroélectriques implique un effet d'hystérésis là où on peut l'utiliser en fonction mémoire. De plus, les condensateurs ferroélectriques sont utiles pour fabriquer de la RAM ferroélectrique.
Quelle est la différence entre le piézoélectrique pyroélectrique et le ferroélectrique ?
Les termes effet piézoélectrique, pyroélectrique et ferroélectrique font référence aux propriétés électriques des matériaux solides. le différence clé entre pyroélectrique piézoélectrique et ferroélectrique est que l'effet piézoélectrique est la génération d'une charge de surface en réponse à l'application d'une contrainte externe à un matériau. Pendant ce temps, l'effet pyroélectrique est le changement de la polarisation spontanée d'un matériau en réponse à un changement de température. Alors que l'effet ferroélectrique est la modification de la polarisation spontanée qui entraîne une modification de la charge de surface.
L'infographie suivante présente les différences entre le pyroélectrique piézoélectrique et le ferroélectrique sous forme de tableau pour une comparaison côte à côte.
Résumé - Piézoélectrique vs Pyroélectrique vs Ferroélectrique
L'effet piézoélectrique est la génération d'une charge de surface en réponse à l'application d'une contrainte externe au matériau, tandis que l'effet pyroélectrique est le changement de la polarisation spontanée d'un matériau en réponse à un changement de température. L'effet ferroélectrique est un changement de la charge de surface en réponse au changement de polarisation spontanée. C'est donc la principale différence entre le pyroélectrique piézoélectrique et le ferroélectrique.
