Пьезоэлектрические материалы

Большая Советская Энциклопедия. Статьи для написания рефератов, курсовых работ, научные статьи, биографии, очерки, аннотации, описания.


А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я 1 2 3 4 8 A L M P S T X
ПА ПЕ ПЁ ПИ ПЛ ПН ПО ПП ПР ПС ПТ ПУ ПФ ПХ ПЧ ПШ ПЫ ПЬ ПЭ ПЮ ПЯ
ПЬЕ
ПЬИ
ПЬО
ПЬЮ
ПЬЯ

Пьезоэлектрические материалы, кристаллические вещества с хорошо выраженными пьезоэлектрическими свойствами (см. Пьезоэлектричество), применяемые для изготовления электромеханических преобразователей: пьезоэлектрических резонаторов, пьезоэлектрических датчиков, излучателей и приёмников звука и др. Основными характеристиками Пьезоэлектрические материалы являются: 1) коэффициент электромеханической связи  , где d —  пьезомодуль, Е — модуль упругости, eдиэлектрическая проницаемость (в анизотропных Пьезоэлектрические материалы все эти и нижеследующие величины — тензорные); 2) величина k2Itgd, определяющая кпд преобразователя (dугол диэлектрических потерь); 3) отношение механической мощности пьезоэлемента на резонансной частоте к квадрату напряжённости электрического поля в нём; определяется величиной (dE)2; 4)  и  определяют чувствительность приёмника звука соответственно в области резонанса и на низких частотах (сзвскорость звука в Пьезоэлектрические материалы). В табл. приведены характеристики некоторых наиболее распространённых Пьезоэлектрические материалы К Пьезоэлектрические материалы в зависимости от назначения предъявляются специальные требования: высокая механическая и электрическая прочности, слабая температурная зависимость характеристик, высокая добротность, влагостойкость и т.д.   Основные характеристики наиболее распространенных пьезоэлектрических материалов при температуре 16—20 °С

 

Плотность, r кг/м3

Скорость звука, Сзв, 103м/сек

Диэлектрическая проницаемость, e

Пьезомодуль, d, 1012 к/н

Тангенс угла диэлектрических потерь, tg d×102

Коэффициент электромеханической связи k

k2/tgd

Примечание

Кварц

2,6

5,47(11)

4,5(11)

2,31(11)

< 0,5

0,095

>0,4

срез x

Дегидрофосфат аммония (АДР)

1,8

5,27(33)

21,8

24(36)/2

< 1

0,3

>8

срез 45°

Сульфат лития

2,05

4,7(33)

10,3(22)

18,3(22)

< 1

0,37

>10

относительно оси z

Сегнетова соль

1,77

3,9(22)

250(11)

172(14)/2

> 5

0,67

<13

срез у

Сульфонодид сурьмы

5,2

1,5(33)

1000(33)

5—10

0,8(33)

9

срез 45° относительно оси x; вещество при T > 55 °С распадается

Пьезокерамика

Титанат бария (ТБ—1)

5,3

1500

2—3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

данные фирмы Кливайт (США)

Титанат бария кальция ТБК—3)

5,4

1180

1,3; 4,0

Группа цирконата — титаната свинца ЦТС—23

7, 4

1100

0,75—2,0

ЦТБС—3

7,2

2300

1,2—2,0

ЦТСНВ—1

7,3

2200

1,9—9,5

PZT—5H

7,5

3400

2,0—3,0

PZT—8

7,6

1000

0,4—0,7

Примечание. Цифры в скобках у монокристаллов определяют индексы соответствующих тензорных характеристик, например: (36)/2 означает d36. Для пьезокерамики верхние значения постоянных имеют индексы (11) или (31), а нижние (33), величины d31 < 0, d33 > 0. Значения tgd для кристаллов даны для поля < 0,05 кв/см; для пьезокерамики tgd даётся в интервале 0,05 кв/см £E < 2 кв/см. Данные для отечественной пьезокерамики даны на основании ГОСТ 18 927—68.

 

  Пьезоэлектрические материалы могут быть разбиты на: монокристаллы, встречающиеся в виде природных минералов или искусственно выращиваемые (кварц, дигидрофосфаты калия и аммония, сегнетова соль, ниобат лития, силикоселенит и германоселенит и др.), и поликристаллические сегнетоэлектрические твёрдые растворы, подвергнутые после синтеза поляризации в электрическом поле (пьезокерамика). Из Пьезоэлектрические материалы первой группы применяются лишь некоторые кристаллы, например кварц, обладающий большой температурной стабильностью свойств, механической прочностью, малыми диэлектрическими потерями и влагостойкостью. Недостатки — сравнительно слабый пьезоэффект, малые размеры кристаллов, трудность обработки. Используется главным образом в пьезоэлектрических фильтрах и стабилизаторах частоты (см. Кварцевый генератор); в лабораторной технике применяются кварцевые излучатели и приёмники ультразвука. Дигидрофосфат аммония — искусственно выращиваемый сегнетоэлектрический кристалл, химически стоек, до точки плавленияпл = 130 °С) обладает сравнительно сильно выраженным пьезоэффектом и малой плотностью, однако недостаточно механически прочен. Кристаллы сегнетовой соли (выращиваемые до больших размеров) имеют высокие значения характеристик, определяющих чувствительность приёмника звука. Малая влагостойкость, низкая механическая прочность, а также сильная зависимость свойств от температуры (из-за низких значений температуры Кюри и Тпл = 55 °С) и напряжённости электрического поля ограничивают применение сегнетовой соли. Ниобат лития, силикоселенит и германоселенит наряду с сильно выраженным пьезоэффектом и высокой механической прочностью обладают высокой акустической добротностью и используются в области гиперзвуковых частот (см. Гиперзвук). Турмалин, гидрофосфат калия, сульфат лития и др. практически не используются. Наиболее распространённым промышленным Пьезоэлектрические материалы является пьезоэлектрическая керамика.

 

  Лит.: Физическая акустика, под ред. У. Мэзона, пер. с англ., т. 1, ч. А, М., 1966; Матаушек И., Ультразвуковая техника, пер. с нем., М., 1962; Ультразвуковые преобразователи, пер. с англ., под ред. Е. Кикучи, М., 1972.

  Б. С. Аронов, Р. Е. Пасынков.

Так же Вы можете узнать о...


Сон (единица громкости звука) Сон (от лат. sonus — звук), единица условной шкалы громкости звука выражающая непосредственную субъективную оценку сравнительной громкости чистого тона.
Тюрякулов Назир Тюрякулович (1893 — 3.10.1937), советский государственный и партийный деятель, языковед.
Черноголовка (пос. гор. типа в Московской обл.) Черноголовка, посёлок городского типа в Ногинском районе Московской области РСФСР, на р.
Акций Луций (Lucius Accius) [170 до н. э., Умбрия, — после 90 до н.
Болотные козлы (Redunca), род парнокопытных млекопитающих семейства полорогих.
Гейвуд Томас Гейвуд (Heywood) Томас (около 1574—1641), английский драматург; см.
Дрожжи, сахаромицеты (Saccharomycetales), порядок одноклеточных грибов класса сумчатых грибов.
Карлсбадские пещеры, карстовые пещеры в США, в горах Гуадалупе, в штате Нью-Мексико, к юго-западу от г.
Ла-Пас (город в Мексике) Ла-Пас (La Paz), город в Мексике, на Ю. Калифорнийского полуострова, административный центр территории Нижняя Калифорния (Южная).
Мисима Юкио (псевдоним; настоящее имя Хираока Кимитакэ) (14.
Отопительные печи, см. в ст. Печное отопление.
Пянджикент, см. Пенджикент.
Случайный процесс (вероятностный, или стохастический), процесс (т.
Троебратский, посёлок горного типа в Ленинском районе Кустанайской области Казахской ССР.
Цистерна (от лат. cisterna — водоём, водохранилище), искусственное закрытое сооружение (ёмкость) для хранения или транспортировки жидкостей, сжиженных газов, сыпучих тел (например, нефтепродуктов, молока, цемента).
Адриан VI (Hadrianus), в миру Адриан Дедел (Adriaan Dedel) Австрия.
Блинников Сергей Капитонович [20.7(2.8).1901, Москва, — 28.
Гарин Н. (псевдоним; настоящая имя и фамилия Николай Георгиевич Михайловский) [8(20).
Дорошевский Витольд Ян Дорошевский (Doroszewski) Витольд Ян (р. 1.5.