Пьезоэлектрические материалы

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]

Более детальные исследования пьезоэффекта показали, что он объясняется свойством элементарной ячейки (единичной ячейки) структуры материала. При этом элементарная ячейка является наименьшей симметричной единицей материала, из которой путем ее многократного повторения можно получить микроскопический кристалл. Было показано, что необходимой предпосылкой для появления пьезоэффекта является отсутствие центра симметрии в элементарной ячейке. Во всяком случае нз 32 вообще возможных классов кристаллов это свойство имеет 21 класс, из которых 20 фактически являются пьезоэлектрическими. Это значит, что в природе имеется сравнительно большое число пьезоэлектрических материалов, из которых, однако, к практическому использованию пригодны лишь немногие. Такие материалы будут описаны более подробно в конце настоящего раздела. [c.138]

Пьезоэлектрические материалы и их свойства...... [c.5]

Таблица 3.14. Свойства некоторых пьезоэлектрических материалов [22]

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ И ИХ СВОЙСТВА [c.138]

РАЗДЕЛЕНИЕ СМЕСИ Ti-Zr HA ИОНООБМЕННИКАХ ПРИ АНАЛИЗЕ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ, СОДЕРЖАЩИХ РЬ, Bi, Zr, Ti И К [34] [c.232]

Пьезоэлектрическими и пироэлектрическими свойствами обладают различные виды диэлектриков. Среди многих видов пьезоэлектрических материалов, таких как монокристаллы, керамика, тонкие пленки и композиты, именно пьезоэлектрическая керамика наиболее широко используется в области электроники. Пироэлектрические материалы среди различных ферроэлектриков применяются в различного типа инфракрасных детекторах. [c.260]

Синтетические пьезоэлектрические материалы. Резонансная частота и полоса частот [c.829]

КОНСТАНТЫ НЕКОТОРЫХ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ" [c.146]

Искатель при контроле материала предназначается для возбуж-,дения ультразвуковых волн в изделии и для их обнаружения. В главе 7 уже было показано, что преобразование электрической энергии в ультразвук и обратно может быть осуществлено пьезоэлектрическими материалами. [c.224]

Чувствительность камеры Соколова лучше или по крайней мере такая же, как у всех других методов, за исключением пьезоэлектрических методов в узком смысле слова (раздел 13.12), при которых напряжения, возбуждаемые в пьезоэлектрических преобразователях, подвергаются электронной обработке без обходного пути. Такие методы имеют чувствительность по крайней мере на 40 дБ выше. Однако чувствительность камеры Соколова можно повысить применением пьезоэлектрических полимеров вместо традиционных твердых пьезоэлектрических материалов. [c.300]

Пьезоэлектрические материалы - материалы, обладающие пьезоэффектом, используются для изготовления пьезоэлементов (пьезопластин), служащих в акустических приборах НК для преобразования электрических колебаний в упругие и упругих колебаний в электрические. [c.215]

Ультразвуковые искатели. Для изготовления искателей используют различные пьезоэлектрические материалы. Наиболее подходящим материалом является керамика из цирконата-тита-ната свинца в виде пластины диаметром 10—25 мм или эквивалентной площади. Для специальных целей можно использовать изогнутые пластины в виде сферы или цилиндра, чтобы получить фокусировку в точку или в линию. [c.305]

Так получают в пром. условиях окись алюминия из бокситов, окись магния из магнезитов и др. Газообразные О. неметаллов ( Oj, SOj и т. д.) получают обычно окислением неметалла кислородом воздуха при высокой т-ре. Иногда окислению подвергают не исходный элемент, а его соединение, способное окисляться (нанр., окисление пирита воздухом для получения SO2 и SO3). О. используют в произ-ве строительных материалов (щебня, песка, кирпича, цемента и др.), стекол, фарфора, фаянса, огнеупорных материалов, для изготовления различных пьезоэлектрических материалов, магнитно-твердых материалов и магнитно-мягких материалов. [c.105]

Пьезоэлемент является одним из основных элементов преобразователя. Его изготавливают из естественных (природных) и искусственных пьезоэлектрических материалов, называемых сегнетоэлектриками. Такое название получила группа кристаллических диэлектриков, у которых в отсутствие внешнего электрического поля возникает самопроизвольная (спонтанная) ориентация дипольных моментов элементарных ячеек кристаллической решетки. Поэтому в сегнетоэлектриках возникают микроскопические области, называемые доменами, в которых спонтанная поляризация имеет различные направления. [c.170]

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]

Биморфные элементы на основе высокомолекулярных или композиционных пьезоэлектрических материалов обладают большой величин ной смещения, практически недоступной для неорганических пьезо -электриков. В последнее время появились всевозможные приборы, в которых использовано это свойство высокомолекулярных пьезоэлектриков. На рис. 3.76 представлен пример использования биморфных элементов в цифровых индикаторах, а на рис. 3,77 - устройство одного сегмента индикатора [22, 28], [c.222]

В качестве источника и приемника ультразвуковых колебаний при дефектоскопии металлов используют электроакустические преобразователи из пьезоэлектрических материалов (кварца, титаната бария и др.). При воздействии на пьезоэлектрическую пластину механических колебаний между ее поверхностями вомикает электродвижущая сила. Это явление называется прямым пьезоэлектрическим эффектом. Оно используется для приема ультразвуковых колебаний. [c.279]

Один из основных промышленных пьезоэлектрических материалов [c.45]

Бородин В. 3. и др. — В сб. Пьезоэлектрические материалы и преобразователи. Ростов. Изд-во Ростовск. ун-та, 1969, с. 98—107. [c.111]

Результаты исследований в области изучения дефектов кристаллических решеток окислов сегнетоэлектриков и фаз переменного состава, в частности их нестехиометрии, способствовали развитию и углублению физико-химических основ процессов получения сегнето- и пьезоэлектрических материалов, решению задач воспроизводства их свойств, изготовлению новых материалов с требуемыми электрофизическими свойствами. Работы по нестехиометрии и дефектности цирконата титана и ряда других сегнетоэлектрических окислов с кислородно-октаэдрической структурой были использованы в промышленности. [c.329]

В [38] проведан теоретический расчет этих кристаллических структур. В последнее время монокристаллы тетрафе-нильных производных непереходных элементов IV группы привлекли внимание как возможные пьезоэлектрические материалы [39]. [c.99]

Точка Кюри у обоих дигидроортофосфатов заметно понижается в присутствии ряда примесей (щелочные металлы, таллий, барий и др.). В последние годы было проведено большое число исследований сегнетоэлектрических свойств дигпдроортофосфатов калия, рубидия и цезия в связи с возможным их использованием при изготовлении небольших конденсаторов высокой мощности. Дигидроортофосфаты рубидия и цезия можно применять также в качестве пьезоэлектрических материалов, в которых электрический ток или полярность возбуждается давлением [318]. По механическим и пьезоэлектрическим свойствам дигидроортофосфаты находятся между кварцем и тартратом калия—натрия. По сравнению с кварцем их пьезоэлектрический эффект примерно в семь раз больше в отличие от тартратов они более устойчивы по отношению к влаге. Не менее важным представляется использование дигидроортофосфатов рубидия и цезия в качестве электрооптиче-ских модуляторов. Если требуется осуществить быстрый поворот пучка световых лучей под действием электрического тока, то кристаллы дигидроортофосфатов следует предпочесть обычной ячейке Керра. [c.129]

Среди материалов, обладающих электрическими свойствами, обычно рассматр йвают проводники, полупроводники и диэлектрики. Различия между ними определяются характером химической связи и структурой энергетических зон, возникающих в результате взаимодействия атомов или ионов, составляющих кристаллическую решетку. Энергетическая диаграмма полупроводникового кристалла в отличие от диэлектрика характеризуется более узкой полосой запрещенных энергий. Некоторые важнейшие полупроводниковые материалы для электронной техники уже были рассмотрены (германий, кремний, арсенид галлия). В то же время существует много перспективных соединений типа А В (А —Оа, 1п В -8Ь, Аз, Р) и А В1 (А11-2п, Сс1, Hg В -5, 8е, Те). Первые из них обладают исключительно высокой подвижностью носителей заряда, а вторые позволяют в широком интервале изменять ширину запрещенной зоны. Среди диэлектриков со специальными свойствами в первую очередь следует выделить сегнето- и пьезоэлектрические материалы для квантовой электроники, включая активные среды лазеров и мазеров. Первые из них склонны к поляризации только пол влиянием внешних механических воз- [c.164]

Висмуторганические соединения широко используются в медицине в качестве лекарственных и антисептических средств. Наряду с медициной, органические соединения висмута (ацетаты, тартраты, цитраты, оксалаты и др.) предложено использовать в процессе получения полимеров, в качестве светочувствительных компонентов фотослоев, предшественников при синтезе мелкокристаллического оксида висмута, высокотемпературных сверхпроводящих материалов, сложных висмутсодержащих оксидов (Bi2W06, В14Т1з012, Bi2Mo06 и др.) для сегнетоэлектрических материалов и катализаторов. Использование данных соединений позволяет существенно сократить время термообработки, снизить температуру синтеза материалов и улучшить их качество. Для синтеза висмутсодержащих сверхпроводящих, сегнетоэлектрических и пьезоэлектрических материалов предложено также использовать алкоголяты и бета-дикетонаты висмута. Методом осаждения данных соединений из газовой фазы получают висмутсодержащие оксидные пленки. В [203] отмечается, что карбоксилаты висмута имеют существенное преимущество перед алкоголятами и другими висмут-органическими соединениями при получении из них оксидных пленок методом осаждения из газовой фазы. Синтез различных висмутсодержащих материалов из висмуторганических соединений более подробно рассмотрен в главе 5.4. [c.181]

Однако главное его преимущество заключается в том, что из него можно изготовлять гибкие пленки, имеющие толщину порядка нескольких тысячных долей миллиметра. Другие пьезоэлектрические материалы при такой толщине вообще нельзя использовать ввиду их хрупкости, тогда как для PVDF это не вызывает проблем. Поэтому из PVDF без каких-либо затруднений можно изготовлять акустические преобразователи на частоты до 100 МГц. При классических пьезоэлектрических материалах это достигается только при возбуждении излучателя большей толщины с высокими гармониками, например при излучателе на 20 МГц с его пятой гармоникой. [c.150]

Толщина пластины из пьезоэлектрического материала согласована с желательной частотой искателя. На обеих сторонах пластины нанесен электропроводящий слой в виде электрода. Он должен быть более тонким по сравнению с толщиной пластины, чтобы не нарушать ее акустических свойств. Методы нанесения электродов могут быть разнообразными и выбираются в зависимости от материала пластины и намечаемого ее применения, В случае керамики на поверхность наносят по способу печатных схем специальные суспензии серебра, которые затем обжигают при температуре около 800 °С, или же химически осаждают слой никеля с золотом. Толщина слоя составляет несколько тысячных долей миллиметра подсоединительные про-еода можно припаивать непосредственно к этому слою. На другие пьезоэлектрические материалы электропроводный слой можно наносить напылением из паровой фазы или путем обрыз-гиваиия электропроводным лаком. Подводящие провода в таком случае крепятся при помощи электропроводного клея. [c.225]

Пьезокерамика - широко используемый класс пьезоэлектрических материалов, получаемых методами керамического производства. Ее свойства можно изменять в широких пределах соответствующим изменением технолог . Отличительная особенность пьезокерамики - высокие значения пьезоэлектрических характеристик и диэлектрической проницаемости. Надежность пьезо-керамических преобразователей характеризуется интенсивностью отказов, составляющей даже для относительно сложных по конструкции биоморфных преобразователей всего 10 ч . Пьезокерамические материалы устойчивы к воздействию ионизирующих излучений и агрессивных сред (разрушаются только в плавиковой кислоте). [c.94]

Как указывалось в гл. 1, пьезоэлектрические материалы характеризуются тензорами пьезоэлектрических величин. Для технических применений наиболее важными являются компоненты тензоров 31. ( 32, с/зз и линейная комбинация этих иьезомодулей [c.176]

В последнее время для определения прочностных характеристик материалов используют ультразвуковой метод. В этом случае используются электроакустические преобразователи, наиболее распространены пьезоэлектрические преобразователи, изготовленные в виде тел простой формы из пьезоэлектрических материалов — кристалла кварца, пьезокерамики сегиетовой соли, пленочных полупроводниковых материалов и др. [c.212]

Кроме описанного материала существуют и другие эластичные пьезоэлектрические материалы, называемые высокомолекулярными композиционными пьезоэлектриками. Они представляют собой дисперсную смесь мелкого порошка неорганического пьезоэлектрика с хорошими пьезоэлектрическими свойствами и термопластичного вы-сокомолеку.чярного соединения . При этом обеспечиваются мягкость и способность к обработке, которые отсутствуют у неорганических материалов. [c.211]

Кроме таких свойств высокомолекулярных пьезоэлектрических материалов, как высокая эластичность, способность принимать форму тонкой пленки с большой плошадью поверхности и хорошая обра- [c.214]

На рис. 3.67 показана конструкция щупа для ультразвуковой аП паратуры диагностирования. Щуп испускает ультразвуковые импульсы, Которые отражаются от тканей живого организма и поступают на такой же щуп. Образ тканей составляется по времени отражения и величине ослабления импульса. В данном случае, чем меньше ширина импульса, испускаемого щупом, тем меньше ширина отраженного импульса и выше разрешающая способность. Качество образа улучшается с уменьшением отражения ультразвука от границы раздела между преобразователем и живым организмом. С этой точки зрения высокомолекулярные пьезоэлектрические материалы очень удобны. Поскольку их акустические импеда нсы близки по значению [c.215]

Коэффициент К характеризует эффект преобразования мощности в пьезоэлектрическом материале. По величине К можно сравнивать друг с другом материалы с существенно различными диэлектрическими проницаемостями и модулями упругости. Коэффициент К не явля- [c.264]

При разработке системы стандартизации ферритных и пьезоэлектрических материалов был использован опыт по химическим реактивам и особо чистым веществам. Эти работы проводились в творческом содружестве с академиком И. П. Алимарииым, членом-корреспондентом АН СССР Ю. А. Золотовым (ГЕОХИ АН СССР). [c.330]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология