|
|
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 22.12.2024 18:18:05
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|