Пьезоэлектрики деформация

Пьезоэлектрики — вещества, в которых возникают электрические заряды при деформации кристалла. [c.133]

Пироэлектрический эффект обычно усложняется тем, что каждый пироэлектрик является одновременно и пьезоэлектриком. Поэтому неоднородное изменение температуры кристалла вызывает деформацию, а последняя породит вторичную поляризацию пьезоэлектрического происхождения, налагающуюся на первичную пироэлектрическую поляризацию. [c.275]

Поляризация диэлектриков в отсутствии внешнего электрического поля наблюдается у ряда твердых диэлектриков и объясняется особенностями их структуры, в пьезо-электриках поляризация возникает при определенной деформации кристалла, причем имеет место линейная связь между и соответствующими компонентами тензора напряжений или деформаций) кристалла в соответствующих направлениях. Пьезоэлектрический эффект обратим - при наложении электрического поля в пьезоэлектриках возникают деформации, пропорциональные э. [c.418]

Полимерные электреты и пьезоэлектрики получают при специальных обработках пленок. Электреты способны длительное время (до нескольких лет) сохранять заряд и являются источниками электрического поля. Они характеризуются электретной разностью потенциалов [/э и ее стабильностью. У пьезоэлектриков при деформации возникает электрический момент, соответствующий зарядам на их поверхности. При этом отношение [c.11]

Наблюдение пироэлектрического эффекта и измерение его коэффициентов сильно осложняются проводимостью кристалла. Кроме того, каждый пироэлектрический кристалл также является и пьезоэлектриком. Изменение температуры кристалла, особенно неоднородное, вызывает де рмацию кристалла, а результатом деформации является пьезоэлектрическая поляризация, которая добавляется к поляризации, вызванной пироэффектом. Различают первичный , или истинный , пироэффект, который наблюдался 6i.t в жестко закрепленном пироэлектрике (невозможны деформации), и вторичный , или ложный , пироэффект, который наблюдался бы в свободном кристалле (нет механических напряжений). [c.208]

В переменном электрическом поле деформации пьезоэлектрической пластинки тоже переменные, а если поле периодическое, т. е. на кристалл действуют электромагнитные колебания, то пьезоэлектрик приходит в состояние вынужденных колебаний — продольных или сдвиговых. Если частота поля совпадает с частотой собственных механических колебаний пьезоэлектрической пластинки, амплитуда колебаний пластинки вследствие резонанса резко усиливается. Это явление используется для генерации ультразвуковых колебаний, а также для преобразования электромагнитных колебаний в механические и обратно. [c.264]

Поскольку линейный электрооптический эффект осуществляется в кристаллах пьезоэлектриков, ему всегда сопутствует обратный пьезоэлектрический эффект. Поэтому в условиях опыта обычно измеряется полный линейный электрооптический эффект, являющийся суммой двух эффектов 1) первичного, истинного , эффекта, т. е. изменения поляризационных констант вследствие изменения электрического поля Е (или Р) и 2) вторичного, ложного , эффекта, т. е. изменения поляризационных констант вследствие деформаций, вызванных обратным пьезоэлектрическим эффектом. Чтобы измерить эти эффекты в отдельности, надо наблюдать эффект на электрически зажатом кристалле, когда кристалл не может деформироваться из-за изменения Е — тогда будет осуществляться только первичный эффект, или на электрически свободном, когда кристалл может деформироваться, так что осуществляется вторичный эффект. Это удается в том случае, если измерять электрооптический эффект на частотах, меньшей и большей, чем частота пьезоэлектрического резонанса. Если приложить к кристаллу переменное электрическое поле, частота которого намного меньше собственной частоты колебаний кристалла, то кристалл может свободно колебаться. Если же частота внешнего поля намного превышает частоту собственных колебаний образца, то деформация не успевает следовать за изменением поля и кристалл оказывается зажатым в этих условиях измеряется истинный электрооптический эффект. Вторичный эффект обычно значительно меньше, чем первичный например, для кварца вторичный эффект составляет 20%, а первичный — 80% от полного. [c.277]

F —сила, вызывающая деформацию пьезоэлектрика, кг С — емкость пьезоэлектрика, ф [c.153]

Поверхностные волны с успехом могут выполнять работу по механической деформации того или иного пьезоэлектрика. Но решение вопроса о практическом применении пьезоэффекта для использования энергии волн состоит в нахождении подходящего пьезопреобразователя. Наибо- [c.37]

Пьезоэлектриками называются кристаллические вещества, не имеющие центра симметрии и поляризующиеся ири сжатии или растяжении, или при деформациях сдвига. В группу пьезоэлектриков, к каким относятся кварц, турмалин и другие вещества, входит еще частная группа пьезоэлектриков — сег-нетоэлектрики (сегнетова соль, метатитанат бария и др. см. гл. XII, 3). [c.294]

Важная характеристика диэлектриков-диэлектрич. проницаемость 8, характеризующая ослабление силы электростатич. взаимодействия зарядов в диэлектрике в сравнении с вакуумом. Она связана с поляризацией Т. т. при приложении внеш. электрич. поля. Для нек-рых диэлектриков характерно возникновение спонтанной поляризации (см. Сегнетоэлектрики). Возможно также возникновение поляризации под действием упругой деформации, вызывающее пьезоэффект, противоположное явление-обратный пьезоэффект (см. Пьезоэлектрики). Указанные эффекты лежат в основе практич. использования соответствующих диэлектриков в пьезотехнике, акустоэлектроннке. [c.502]

Пьезоэлектрики — это кристаллические вещества, в которых при сжатии или растяжении в определенных направлениях возникает электрическая поляризащ даже в отсутствие электрического поля (прямой пьезоэффект). Следствием прямого пьезоэффекта является обратный пьезоэффект — появление механической деформации под действием электрического поля. Связь между механическими и электрическими параметрами (деформацией и электрическим полем) носит в обоих случаях линейный характер. В результате пьезоэлектрики могут принадлежать лишь к 20 точечным группам симметрии (из 32) 1, 2, 3, 4, 6, т, тт2, Зт, 4/и/и, 6/и/и, 222,4, 422, 42/и, 6, 622, 6/и2, 32, 23т, 3. Вещества с хорошо выраженными пьезоэлектрическими свойствами относят к числу пьезоэлектрических материалов. Среди них как монокристаллы, так и поликристаллические твердые растворы, подвергнутые предварительно поляризации в электрическом поле (пьезокерамика). Первое исследование было выполнено на кристаллах кварца. В дальнейшем пьезоэлектрические свойства были обнаружены более чем у 1500 веществ. [c.260]

В авиакосмической промышленности используют адаптивные ПКМ (adaptive FRP-stru tures). В этих материалах между слоями ПКМ (обычно углепластика) располагают тонкие пластины из пьезоэлектрика, металлизированные обкладки которых проводящими углеродными нитями соединяют с контрольной аппаратурой. Получаемые с пьезоэлементов сигналы позволяют судить о механических деформациях, изменении формы, вибрациях и прочих воздействиях в процессе эксплуатации конструкций. Типовые размеры пьезопластин из ЦТС - 30 х 50 х 0,2 мм. Толщины листов из адаптивных ПКМ -1. .. 3 мм. Наличие пьезоэлементов, волновые сопротивления которых отличаются от таковых для ПКМ, усугубляет и без того неоднородную структуру материала, усложняя контроль. Типичные дефекты адаптивных ПКМ - разрушения пьезоэлементов, пористость, расслоения, наруше- [c.513]

Пьезоэлектрические материалы при деформировании электрически поляризуются (прямой пьезоэлектрический эффект, или эффект Кюри), и на электродах, нанесенных на поверхность пьезоэлектрика, возникает пьезоэлектрический заряд. Приложение электрического напряжения к электродам вызывает их механическую деформацию (эффект Джоуля, или обратный пьезоэлектрический эффект). Пьезоэлектрическими свойствами обладают очень многие (почти все) кристаллические диэлектрики, однако у большинства из них пьезоэффект мал. Многие из пьезоэлектриков не нашли широкого применения из-за неудовлетворительных физико-механических свойств. В настоящее время созданы синтетические материалы, обладающие хорошими пьезоэлектри -ческими и механическими свойствами, которые вместе с естественным пьезо-электриком - кристаллическим кварцем - широко используют в акустике. Основные преимущества пьезоэлектрических преобразователей - высокая эффективность преобразования и простота крнструкции. Для описания свойств пьезоэлектрических материалов используют тензорные представления теории электроупругости. [c.90]

Кристаллы кварца (и некоторые другие) обладают пьезоэлектрическими свойствами, они образуют электрические заряды на своих поверхностях при механических деформациях. В последние годы было установлено, что пьезоэлектрическими свойствами обладают в заметной степени титанат бария, цирконат свинца, метаниобат свинца. Эти керамические материалы весьма перспективны, ибо из них можно изготовить трансдуцеры любой формы. После искусственной поляризации они служат генераторами ультразвука. Когда пластина пьезоэлектрика находится в переменном электрическом поле, она излучает механические колебания, амплитуда которых зависит как от приложенного напряжения, так и от свойств самой пластины. Если приложенная частота совпадает с частотой собственных колебаний пластины, то амплитуда колебаний будет резонансной, т. е. наибольшей. В этом случае в энергию звуковых волн переходит значительная часть электрической энергии. Резонансная частота пластины обратно пропорциональна ее толщине. Пластина кварца толщиной 1 см имеет частоту 300 кгц. Таким образом, для частот > 100 кгц обычно используют пьезоэлектрические трансдуцеры. Ультразвук столь высокой частоты распространяется прямолинейно. Это является достоинством при лабораторных исследованиях, ибо дает возможность точно контролировать энергию ультразвука. Следовательно, эмульгирование ультразвуком может быть проведено при вполне определенных условиях. [c.46]

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ 1VIATE-РИАЛЫ (от греч. П1Ё (В — давлю, сжимаю), пьезоэлектрики — кристаллические материалы, в которых возникают пьезоэлектрические эффекты. Прямой пьезоэлектр. эффект заключается в возникновении поляризации при мех. воздействии, обратный — в возникновении мех. деформации под действием электр. поля. Впервые как П. м. (в качестве фильтра) применен кварц. Различают П. м. монокристаллические и пьезокерамические. В монокристаллически X П. м. нет центра симметрии (см. Монокристалл). Их выращивают в виде кристаллов из растворов или расплавов, а также используют природные кристаллы (напр., кварц). Наиболее распространенным монокристаллическим П. м. является кварц, используемый гл. обр. в виде пластин и брусков. Отличительное св-во кварца — малые значения температурного коэфф. частоты (на некоторых срезах достигающие 0,1-10 град и обеспечивающие высокие стабильность и мех. добротность — до б-Ю ) — позволяет использовать его для стабилизации частот в генераторах и в качестве селективных фильтров (см, также Кварц). К одним из известных моно-кристаллических П. м. относится также сегнетова соль. У ее кристаллов аномально большие значения пьезомодуля d) в интервале т-р от — 18 до - - 24 С ( 14 достигает наибольшего значения — 0,8-10 м/в). Осн. [c.267]

Пьезоэлектрик на основе ПВДФ в большинстве случаев представляет собой пленку в форме 3-модификации, полученной путем рас-тяжевия. На поверхности пленки напыляют электроды и затем обрабатывают теплом и поляризацией. Г1ри механических деформациях пленки возникает пьезоэлектричество (прямой эффект), а при прило жении электрического напряжения появляется деформация (обратный эффект). [c.209]

Электрическая энергия, вырабатываемая пьезоэлектриками, не зависит от скорости их деформации. Электрический заряд, озникающий при пьезоэффекте, прямо пропорционален давлению на пьезоэлемент. Подобная зависимость благоприятна для использования энергии волн на поверхности воды морские волны способны развивать большие давления при относительно малых скоростях. [c.37]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология