|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Пьезоэлектрические материалы | Пьезоэлектрические материалы (далее П) вещества с хорошо выраженными пьезоэлектрическими свойствами (см. Пьезоэлектричество), применяемые для изготовления электромеханических преобразователей: пьезоэлектрических резонаторов, пьезоэлектрических датчиков, излучателей и приемников звука и др. Основными характеристиками П являются: 1) коэффициент электромеханической связи  , где d — пьезомодуль, Е — модуль упругости, e — диэлектрическая проницаемость (в анизотропных П все эти и нижеследующие величины — тензорные); 2) величина k2tgd, определяющая кпд преобразователя (d — угол диэлектрических потерь); 3) отношение механической мощности пьезоэлемента на резонансной частоте к квадрату напряженности электрического поля в нем; определяется величиной (dE)2; 4)  и  определяют чувствительность приемника звука соответственно в области резонанса и на низких частотах (сзв — скорость звука в П). В табл. приведены характеристики некоторых наиболее распространенных П К П 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
|
Плот-
ность, r кг/м3
|
Ско-
рость звука, Сзв, 103 м/сек
|
Диэлект-
рическая проницаемость, e
|
Пьезо-
модуль, d, 1012 к/н
|
Тангенс угла диэлект-
рических потерь, tg d×102
|
Коэф-
фициент электро-
механи-
ческой связи k
|
k2/tgd
|
Примеча-
ние
|
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
|
относите-
льно оси z
|
Сегнетова соль
|
1,77
|
3,9(22)
|
250(11)
|
172(14)/2
|
> 5
|
0,67
|
<13
|
срез у
|
Сульфонодид |
5,2
|
1,5(33)
|
1000(33)
|
|
5—10
|
0,8(33)
|
9
|
срез 45° относите-
льно оси x; вещество при T > 55 °С распада-
ется
|
Пьезокерамика
|
(ТБ—1)
|
5,3
|
|
1500
|
|
2—3
|
|
|
данные фирмы Кливайт (США)
|
ТБК—3)
|
5,4
|
|
1180
|
|
1,3; 4,0
|
|
|
Группа цирконата — 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—5
|
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 даны для поля < 0,05 кв/см; для пьезокерамики tgd дается в интервале 0,05 кв/см £ E < 2 кв/см. Данные для отечественной пьезокерамики даны на основании ГОСТ 18 927—68.
П могут быть разбиты на: монокристаллы, встречающиеся в виде природных минералов или искусственно выращиваемые (кварц, дигидрофосфаты и аммония, сегнетова соль, ниобат лития, силикоселенит и германоселенит и др.), и поликристаллические сегнетоэлектрические твердые растворы, подвергнутые после синтеза поляризации в электрическом поле (пьезокерамика). Из П первой группы применяются лишь некоторые например кварц, обладающий большой температурной стабильностью свойств, механической прочностью, малыми диэлектрическими потерями и влагостойкостью. Недостатки — сравнительно слабый пьезоэффект, малые размеры трудность обработки. Используется главным образом в пьезоэлектрических фильтрах и стабилизаторах частоты (см. Кварцевый генератор); в лабораторной технике применяются кварцевые излучатели и приемники ультразвука. Дигидрофосфат аммония — искусственно выращиваемый сегнетоэлектрический стоек, до точки плавления (Тпл = 130 °С) обладает сравнительно сильно выраженным пьезоэффектом и малой плотностью, однако недостаточно механически прочен. сегнетовой соли (выращиваемые до больших размеров) имеют высокие значения характеристик, определяющих чувствительность приемника звука. Малая влагостойкость, низкая механическая прочность, а также сильная зависимость свойств от температуры (из-за низких значений температуры и Тпл = 55 °С) и напряженности 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 сульфат лития и др. практически не используются. Наиболее распространенным промышленным П 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. |
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
|
|
Новости 23.02.2025 08:22:29
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
