PIEZOELECTRICITY AND THE GROWTH OF ULTRASONICS

Résumé
Courte introduction sur la découverte de la piézoélectricité et son importante application par P. Langevin. On expose les recherches de nouveaux matériaux, naturels et synthétiques, en relatant particulièrement leurs propriétés piézoélectriques et mécaniques. On décrit l'apparition de nouvelles techniques, et comment les semiconducteurs piézoélectriques peuvent être traités pour prendre les propriétés désirées, donnant des transducteurs à couche d'amortissement et à couche de diffusion. Indications sur le quartz synthétique et ses propriétés, et sur celles de nouveaux matériaux piézoélectriques, comme le tartrate de diamine, le tartrate dipolassique et l'iodate de lithium. Des indications qualitatives avaient été données déjà sur la piézoélectricité de substances non cristallines, mais c'est seulement au milieu des années 1950 que des confirmations quantitatives ont été obtenues pour des échantillons de bois. Leurs auteurs, des chercheurs japonais ont montré aussi les propriétés piézoélectriques de divers tissus biologiques comme les os, les tendons, les muscles et les polymères orientés. On insiste sur le rôle croissant des ultra-sons dans beaucoup d'activités courantes, comme leur emploi pour les études de laboratoire de divers matériaux, pour le travail industriel de divers matériaux, la soudure, etc., ainsi que leur usage très répandu pour les essais non destructifs. Ils sont devenus un instrument essentiel dans beaucoup d'applications médicales, tant le diagnostic que la chirurgie, et les nouveaux appareils piézoélectriques de production d'ondes de surface ont fait progresser la technique des transmissions.

Abstract
A brief introduction will be given to the discovery of piezoelectricity and the significant application made by Paul Langevin. Then follows an account of the search for and development of new materials, natural and synthetic, with particular relevance to piezoelectric and mechanical properties. The advent of new techniques such as vapour-deposited transducers will be mentioned and how piezoelectric semi-conductors may be «tailored» to achieve desired qualities leading to depletion-layer and diffusion-layer transducers. Reference is made to polorized ceramics and their properties and those of new piezoelectric materials such as diamine tartrate, dipotassium tartrate and lithium iodate. Qualitative statements have been made in the past regarding the existence of piezoelectricity in various non-crystalline materials, but it was not until the mid-1950's that quantitative confirmation was forthcoming in wood specimens. The Japanese workers concerned also showed the existence of piezoelectricity in various kinds of biological tissues such as bone, tendon, muscle, etc., and in oriented polymers. The growing impact of ultrasonics on many aspects of everyday activities will be emphasised, from its use in the laboratory for probing various states of matter to industrial processes of metal forming, welding, etc., and its widespread use in non-destructive testing. In many medical applications it has become an essential diagnostic and surgical tool and the use of new piezoelectric devices for mechanical surface wave generation is leading to advances in filter and delayline design for communication purposes.