Пьезоэффект

Рис. 1.78. Эквивалентная схема пьезоэлемента, колеблющегося по толщине (продольный пьезоэффект)

Прецизионные исследования при различных температурах показали, что тетраэдр, хотя и близок к идеальному, но все же несколько отличается от такового. Две связи 51—О, обращенные к более круто наклоненному (в проекции на плоскость (0001) более короткому) ребру О—О, оказались несколько короче ( 0,1597 нм), чем связи, обращенные к противоположному более пологому ребр (0,1617 нм). Указанная неправильность тетраэдра весьма интересна с точки зрения возможного объяснения некоторых особенностей роста кристаллов кварца, распределения зарядов при пьезоэффекте и также при изучении парамагнитных характеристик кварца, о чем более подробно сказано ниже. Углы О—51—О также близки к идеальному тетраэдрическому и составляют 0)51102— 110,39°. Угол 51—О—51 при комнатной температуре равен 143,9°. [c.81]

Прямой пьезоэффект состоит в появлении электрических зарядов при деформации пьезоэлемента, а обратный - в его деформации под действием электрического поля. Таким образом, пластина излучает благодаря обратному пьезоэффекту, а принимает — благодаря прямому. [c.55]

Пьезоэффектом обладают мн. материалы растит, и животного происхождения, напр, коллаген, древесина, а также [c.146]

Расширить полосу пропускания можно рациональным выбором электрической и акустической добротности. Напомним, что добротность колебательной системы определяют как умноженное на 2п отношение всей запасенной в систе 1е энергии к потерям энергии за период колебаний на резонансной частоте. В нашем случае имеется две колебательные системы с одинаковой резонансной частотой, связанные явлением пьезоэффекта,— это электрический контур и пьезопреобразователь. Количественно связь определяет величина р. [c.65]

Сегнетоэлектрические кристаллы находят в науке и технике разнообразное применение не только благодаря тому, что они обладают значительным пьезоэффектом. Рассмотрим ряд приборов, в которых используются различные проявления сегнетоэлектричества. [c.511]

Пьезоэффекты впервые были обнаружены в кристаллах кварца Ж. и П. Кюри в 1880. [c.488]

Рис. 1.80. Эквивалентная схема пьезоэлемента в виде бруска с электродами на боковых сторонах (поперечный пьезоэффект)

На рис. 1.78 приведена эквивалентная схема пьезоэлемента в форме колеблющейся по толщине пластины, направление поляризации которой совпадает с направлением колебаний (продольный пьезоэффект). Зажимы 1 1 соединены с электрической схемой (генератором, усилителем). На электрической стороне пьезоэлемента действует напряжение II и протекает ток /. Зажимы 2-2 и 3-3 отображают переднюю и заднюю поверхности пьезоэлемента, на которых действуют силы Fl, и колебательные скорости VI, V2 соответственно. [c.120]

Параметр 33 диэлектрическая проницаемость для продольного пьезоэффекта при постоянстве механического напряжения. Вектор электрического поля совпадает с направлением механического напряжения (продольный пьезоэффект). Постоянство механических напряжений (равен- [c.121]

Упругие постоянные пьезоэлемента с разомкнутой электрической цепью имеют верхний индекс В (постоянная индукция), с короткозамкнутой цепью - индекс Е (постоянная напряженность поля Е = 0). Так, - постоянная упругости пьезоэлемента с разомкнутой электрической цепью для продольного пьезоэффекта, когда вектор поля совпадает с направлением деформации. [c.123]

Количеств, характеристики пьезоэффектов — пьезокои-станты — коэф. пропорциональности в соотношениях, связывающих электрич. величины (напряженность поля , дипольный момент единицы объема Р) с механическими (напряжения а, относит, деформации и). Так, Р = da, где d— ньезокоистанта, равная для кварца 2 Ю - Кл/Н значения d очень велики у сегнетоэлектриков. [c.488]

При подаче на электроды электрического напряжения пластина изменяет свои размеры или испытывает деформацию сдвига вследствие так называемого обратного пьезоэффекта. Если напряжение знакопеременно, то пластина колеблется в такт с этими изменениями, создавая в окружающей среде упругие колебания, при этом пластина работает как излучатель. Наоборот, если пьезопластина воспринимает импульс давления или сдвига (акустическую волну), то на электродах вследствие прямого пьезоэффекта Появятся электрические заряды. В этом случае пластина работает как приемник. [c.57]

Пьезоматериалы и их характеристики. Пьезоэлектрический эффект был открыт на кристаллических материалах типа кварца, и первоначально в технике применяли кристаллические пьезопреобразователи. Пьезопластина кварца Х-среза (вырезанная перпендикулярно оптической оси X) колеблется по толщине, а У-среза совершает сдвиговые колебания. В настоящее время открыты различные классы пьезоматериалов, отличающиеся физическим механизмом возникновения пьезоэффекта. Согласно современной классификации кварц относят к неполярным пьезодиэлектрикам. [c.59]

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 некотор ых кристаллах при определенных температурах ионы одного типа самопроизвольно смещаются не паралаллельно друг другу, как в сегнетоэлектриках, а антипараллельно. Если в кристалле имеются готовые диполи, то они могут ниже некоторой температуры упорядочиться таким образом, что возникнут цепочки с антипараллельной ориентацией диполей. Такие кристаллы называются антисегнетоэлектриками [19—22]. Анти-сегнетоэлектрик можно рассматривать как совокупность вставленных одна в другую подрешеток, в каждой из которых дипольные моменты направлены параллельно, а их суммарный дипольный момент равен нулю. Природа спонтанной поляризации подрешеток антисегнетоэлектрика такая же, как и в сегнетоэлектриках. Один из примеров антисегнетоэлектрика, состоящего из двух подрешеток, показан на рис. 120. Таким образом, суммарная спонтанная поляризация антисегнетоэлектриков равна нулю. Поэтому антисегнетоэлектрики имеют неполярную структуру и центр симметрии пьезоэффект в них отсутствует. Так же, как и в сегнетоэлектриках, в антисегнетоэлектриках наблюдается фазо-(вый переход в параэлектрическое состояние. При этом происходят перестройка структуры и изменение свойств. При температуре перехода наблюдается максимум диэлектрической проницаемости, величина которой меньше, чем у многих сегнетоэлектриков. Фазовый переход может быть как первого, так и второго рода [19]. [c.277]

Если на пластинку, вырезанную определенным образом из кристаллов кварца, наложить переменное электрическое поле, то она начнет периодически сжиматься и расширяться, благодаря чему в воздухе или другой среде возникнут ультразвуковые колебания. Частота их может значительно превышать частоту звуковых колебаний и достигать сотен миллионов герц. Ультразвуковые колебания не воспринимаются человеческим ухом, но обладают важными свойствами. Они ускоряют многие химические реакции, разрушают многие сложные молекулы, эмульгируют несмешивающиеся жидкости. Ультразвук используют для ло1сационных целей, обнаружения дефектов в толстых металлических изделиях. В радиотехнике пьезокварц применяют для стабилизации электрических колебаний. Пьезоэффект используют в устройстве звукоснимателей и в различных измерительных приборах. [c.366]

АКУСТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ, предназначены для создания акустоэлектронных и акустооптич. устройств, использующих явления, возникающие при распространении упругих волн в среде (фотоупругость, пьезоэффект, акусто-электрич. эффект и др.). Св-ва А. м., используемых в акусто-электронике, приведены в табл. 1-3. Обозначения в табл. L-объемные продольные ультразвуковые волны, [c.80]

ПЬЕЗОЭЛЁКТРИКИ (пьезоэлектрич. материалы), анизотропные кристаллич. материалы (диэлектрики и полупроводники), в к-рых при мех. деформациях возникает электрич. поляризация-прямой пьезоэффект. П. обладают также и обратным пьезоэффектом-они деформируются под влиянием внеш. электрич. поля. [c.146]

Пьезоэффектом обладают монокристаллы, не имеющие центра симметрии (группы симметрии 1, 2, 3, 4, 6, т, mm2. Зга, 4mm, 6mm, 222, 4, 422, 42m, 6, 622, 6m2, 32, 23m, 3), поликристаллич. диэлектрики и др. материалы, содержащие пьезоэлектрич. текстуры с группами симметрии оо, оо 2, оо-т. Величину пьезоэффекта характеризуют гл. обр. пьезомодулем d, представляющим собой коэф. пропорциональности между векторами напряженности мех. поля и поляризации. [c.146]

Переходя к обратным электрокинетическим явлениям, отметим их сходство с пьезоэффектом — появлением разности потенциалов при деформировании некоторых кристаллических веществ — пьезоэлектриков. Отличие состоит в том, что пьезоэффект характеризует изменение равновесного состояния вещества при действии на него механических напряжений, а гидродинамическая поляризация дисперсной системы отражает интенсивность течения необратимого процесса — переноса заряда (электрического тока), который может быть вызван механической силой (градиентом давления) при надлежащих условиях. Величины эффектов, форму их проявления (в виде потенциала или тока гидродинамической поляризации), связь с прямыми элек-трокинетическими эффектами (форез, осмос) можно установить, основываясь на общих положениях термодинамики необратимых процессов. [c.612]

Наиб, распространение в ультразвуковой технике получили пьезокерамич. материалы-пьезокерамика, представляющая собой поляризованные сегнетоэлектрич. материалы. Основа таких П.-твердые р-ры титаната Ва и Са или цирконата-титаната РЬ (ЦТС). Последний обладает до 3500 я d до 500 пКл/Н. Получают пьезокерамич. материалы по технологии произ-ва керамики исходные материалы синтезируют из соответствующих оксидов при 800-1000 °С, из них затем приготовляют пресспорошки (для полусухого прессования) или шликер (для горячего литья под давлением). Полученные заготовки обжигают при 1000-1500 °С, режут и шлифуют. Образцы поляризуют в постоянном электрич. поле напряженностью 1,5-3,0 кВ/мм при 100-200°С, вследствие чего у них появляются пьезоэлектрич. св-ва. Помимо значит, пьезоэффекта пьезокерамика характеризуется стабильностью, большой мех. прочностью и устойчивостью к внеш. воздействиям, простотой и невысокой стоимостью изготовления пьезоэлементов разл. конфигурации. [c.146]

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]

Длина измерительного канала была выбрана сравнительно небольшой, чтобы уменьшить прирост температуры расплава за счет диссипации механической энергии при течении. Небольшая высота канала обеспечивала интенсивный отвод тепла в направлении, перпендикулярном потоку, что также способствовало уменьшению роста температуры расплава при течении, С учетом сказанного выше были выбраны следующие размеры плоского канала Я-0,5 мм. В-10 мм и L-20 мм (см. рис. 7.4). Поскольку отношение высоты и ширина канала Н В = 0,1 расчет напряжений и скоростей сдвига проводили по формулам [52] с учетом поправки по Рабиновичу-Байсенбергу [63]. Для уменьшения градиента температур расплава в головке пластикацию осуществляли при низких частотах вращения шнека (не более 20 мин 1). Колебание температуры в потоке составляло при этом не более 5 С, что хорошо согласуется с данными [6]. Поправку на пьезоэффект не вводили, так как согласно [128] при перепаде давлений до 20 МПа ошибка измерений не превышает 1%. [c.189]

В некоторых преобразователях пьезоэлементы выполняют в виде длинных брусков с электродами на боковых гранях. Небольшая толщина этих пьезоэлементов по сравнению с их длиной позволяет создавать в пьезоэлектрике достаточно большую напряженность поля. Такие пьезоэлементы соверщают продольные колебания по длине (поперечный пьезоэффект). [c.62]

Кроме пьезоэффекта для возбуждения и приема акустических волн используют также другие явления (табл. 1.8), на которых основаны различные типы элек-троакустических преобразователей (ЭАП). Преимущество их перед ПЭП в бескон-тактности, т.е. они не требуют контактной жидкости. В большинстве из них электрическая или тепловая энергия преобразуется в упругие колебания поверхности изделия в самом изделии. [c.68]

Эквивалентная схема для показанного на рис. 1.79 пьезоэлемента в виде бруска прямоугольного сечения с электродами на боковых сторонах (поперечный пьезоэффект) приведена на рис. 1.80. Импеданс -2е) в ней отсугствует. Схема имеет следующие параметры 2е = [c.121]

Смотреть страницы где упоминается термин Пьезоэффект: [c.65] [c.330] [c.344] [c.412] [c.488] [c.488] [c.146] [c.590] [c.694] [c.382] [c.77] [c.122] [c.54] [c.54] [c.65] [c.121] [c.122] [c.122] [c.122] [c.122] [c.122] [c.123]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология