Пьезомодуль

Рис. 122. Температурные зависимости модулей упругости Уц и У22 диэлектрической проницаемости е, коэффициентов электромеханической связи Ка и Кзз (а) и пьезомодулей для одноосно-ориентированной пленки из ПВДФ Тп = 383 К, = 100 МВ/м, т = 2 ч, / = 0,3 Гц.

Пьезомодули дают величину удлинения пьезоэлемента в метрах при напряжении на электродах в вольтах [c.92]

Наконец, весьма значительным может быть пьезомодуль в полимерах, наполненных сегнетокерамическим порошком [2, с. 128], что резко повышает диэлектрическую проницаемость. Для модели статистически равномерно распределенных в полимере сферических частиц наполнителя пьезомодуль характеризуется выражением [c.39]

Иагнитострикционные преобразователи имеют низкий КПД, так как в них велики потери на вихревые токи и на годмагничивание магнитострикционные свойства применяемых материалов — никеля, пермендюра, пермаллоя — резко ухудшаются п1)и нагреве, вследствие чего в вибраторах приходится применять водяное охлаждение. Эти обстоятельства и дороговизна магнитострикционных материалов ограничивают мощность таких преоб-разсвателей. Пьезоматериалы намного дешевле и удобнее, так как вместо кристаллов кварца применяют разработанные ныне керамические составы (титанат бария, ниобат свинца и бария, цирконах титанат свинца и др.). Изделиям из них можно придавать любую форму, они имеют более высокий КПД, особенно при высоких частотах, и благодаря более высокому продольному пьезомодулю обеспечивается большее изменение их ТОЛЩИНЫ В [c.376]

С. Наблюдаемые изменения свойств пьезокерамики при флюенсах быстрых нейтронов порядка 10 см незначительны и носят обратимый характер. При достижении флюенса 10 быстрых нейтронов на см коэффициент электромеханической связи пьезокерамики ЦТС-19 уменьшается на 20%, а пьезомодуль и диэлектрическая проницаемость - на 50%. Воздействие дозы у-излучения 1,37 10 Дж/кг от источника Сз на пьезокерамику типа ЦТС не ухудшает свойств преобразователей. Таким образом, хорошая радиационная стойкость преобразователей из пьезокерамики ЦТС позволяет эффективно использовать их в условиях воздействия ионизирующих излучений. [c.102]

Пьезомодуль титаната бария й] 5 = 750-10 см " гг сек. Диэлектрическая постоянная г = 1000-ь 1700. [c.80]

Значения пьезомодулей, вероятно, можно повысить, если совместить процесс ориентационной вытяжки с поляризацией коронным разрядом. При одновременной одноосной вытяжке и поляризации получены значения 31 a 35 пКл/Н [162]. [c.185]

Аналогично диэлектрической проницаемости должны зависеть от частоты механической деформации податливость, равная обратной величине модуля упругости, и пьезомодули 32, С 33 Обычно значения податливости и пьезомодулей измеряют в статическом или квазистатическом режиме, когда частота деформации не превышает 100 Гц. При высоких частотах имеются лишь единичные измерения податливости и пьезомодулей. При 10 Гц значение податливости в 2 раза меньше, чем при 10 Гц [151]. Пьезомодуль dsi практически не изменяется с частотой от 10 до 3-10 Гц пьезомодуль i/33 при 1,4-10 Гц примерно в 2 раза меньше, чем при 10 Гц [158]. [c.186]

Точка Кюри, °С Пьезомодуль, 10 Кл/Н 290 400 275 1210 120 [c.96]

Пьезоэлектрические свойства зависят от температуры. При этом в широкой области температур эта зависимость выражена весьма слабо, затем при повышении температуры величина пьезомодуля постепенно уменьшается и, наконец, при определенной температуре, называемой точкой Кюри, пьезоэлектрические свойства полностью исчезают. [c.22]

Более высокие значения пьезомодулей по сравнению с аморфными полимерами были получены на поляризованном полярном частично кристаллическом полимере поливинилиденфториде. Большинство исследователей считает, что в этом случае пьезоэлектрические свойства обусловлены ориентированными спонтанно поляризованными кристаллами. [c.39]

Однако к формулам (73) и (74) при применении их к полимерным материалам в случае прямого пьезоэффекта следует. относиться с осторожностью, так как реально при экспериментальном определении пьезомодуля, используя прямой пьезоэф- [c.38]

При электрических полях еще более высоких Ж > > 150 МВ/м) происходит переход части кристаллов из а-формы в -форму, сопровождающийся изменением конформации макромолекулы [154]. Для достижения высоких значений пьезомодулей у пленок с кристаллами а-формы необходимы более высокие напряженности электрического поля, чем для пленок с кристаллами -формы. Как видно из рис. 118, для пленки с кристаллами -формы максимальные значения с1з =26 пКл/Н достигаются прн Жп = 115 МВ/м и Гп = 373 К, а для пленки с кристаллами преимущественно а-формы при Гп = 373 К напряженность электрического поля п= 115 МВ/м, по-видимому, недостаточна для получения максимальных значений dsi. [c.181]

Неоднородностью поляризованности можно управлять не только с помощью напряженности электрического поля, но и создавая градиент температуры по толщине образца пленки. При поляризации в градиенте температур пьезомодуль максимален у слоя, прилегающего к холодному электроду, независимо от того является он анодом или катодом (рис. 119). Это связано с тем, что слой, примыкающий к более холодному электроду, имеет меньшее значение у, соответственно на нем больше напряженность электрического поля в процессе поляризации. Неоднородно поляризованные пленки могут быть использованы вместо биморфов для преобразователей, работающих на изгибной моде колебаний. [c.182]

Таким образом, изменение пьезомодулей при изменении температуры от 293 до 203 К и гидростатического давления так же, как изменение диэлектрической проницаемости и податливости, обусловлено процессами молекулярной релаксации в аморфных областях полимера, причем оно полностью обратимо. При температурах 293—343 К пьезомодули также возрас- 16 тают с ростом температуры, при дальнейшем повышении температуры начинается необратимое уменьшение значений пьезомодуля. [c.187]

Стабильность ец и пьезомодуля du при 333—363 К может быть повышена в результате облучения поляризованной пленки 7-излучением в вакууме. Значения е и d при этом несколько уменьшаются, а модуль упругости не изменяется при дозах об- [c.190]

Определять пьезомодуль das при сжатии образца пленки неверно, так как сдавливание илеики между пластинами мешает ее поперечной деформации. Поэтому определение 33 следует проводить, используя обратный пьезоэффект, как это было сделано в работе [21], т. е. измерять с помощью лазерного интерферометра относительную деформацию иленки в направлении ее толщины, прикладывая к электродам пленки электрическое иоле напряженностью Ж [c.177]

Пьезокерамические датчики обладают тем существенным недостатком, что они крайне чувствительны к изменению температуры окружающей среды. С изменением температуры меняется их градуировочный график в результате изменения пьезомодуля и диэлектрической проницаемости. Этот недостаток может быть исключен тарировкой пьезокерамических датчиков при рабочей температуре, которая, однако, не должна превышать 90—100 С. [c.93]

Пьезомодуль титаната бария в 100 раз больше, чем у кварца. Точка Кюри титаната бария находится около 120°. [c.127]

Рис. 123. Температурные зависимости пьезомодуля с1р для одноосно-ориентированной пленки из ПВДФ при различном давлении.

Для кварца величины пьезомодулей равны [46] [c.73]

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]

У кварца от нуля отличны только пьезомодули и 14, а также пьезоконстанты с теми же индексами. Это означает, что кварцевые преобразователи пригодны для возбуждения и регистрации продольных и сдвиговых колебаний. Для возбуждения продольных колебаний стержень вырезают вдоль оси х, пластинку - перпендикулярно к ней. В обоих случаях электрическое поле [c.93]

Для определения пьезомодулей используется также метод пьезоэлектрического резонанса свободных вибраторов. Обычно этот метод не применяют для полимерных пьезоэлектриков нз-за малого коэффицента электромеханической связи и больших механических потерь у этих материалов. Однако Охигаси [158] удалось воспользоваться этим методом для определения пьезомодулей поливинилиденфторида с1ц и 32 при / = 20- 30 кГц и 33 при / = 10-г 20 МГц. [c.178]

Пьезомодули измеряют на пленке с нанесенными на нее металлическими электродами. Модуль упругости металла значительно превышает модуль упругости полимерной пленки, поэтому при определении иьезомодулей тонких пленок следует учитывать влияние слоя металлизации на измеряемое значение пьезомодуля [c.178]

Технологические параметры поляризации пленок из ПВДФ, а именно температура поляризации Т , напряженность электрического поля Жп и время выдержки Тп в электрическом иоле нри Гп, зависят от типа кристаллической структуры и надмолекулярного строения пленкн. Для одноосно-ориентированных пленок со структурой кристаллов иреимущественно (3-формы оптимальная температура поляризации 343—373 К. При поляризации контактным способом = 80—ПО МВ/м и Тп 1 ч. Охлаждение проводится при электрическом поле до 313—323 К. При поляризации с помощью коронного разряда [161] Тп = == 343 373 К, Жп = 300 МВ/м и тп = 0,5 ч- 5 мин для получения тех же значений пьезомодуля d3i = 20-f-26 пКл/Н требуется меньшее время поляризации из-за большей напряженности электрического ноля. При Гп = 293 К максимальное значение иьезомодуля одноосно-ориентированной пленки примерно на 20 % ниже, чем при Т = 343 373 К с повышением Т выше 373 К значение иьезомодуля понижается [162]. [c.180]

Влияние типа кристаллической структуры на пьезомодуль видно при сопоставлениц пьезомодулей неориентированных пле- [c.184]

Ориентационная вытяжка приводит к увеличению пьезомодулей 31, ( зз , dp за счет ориентации кристаллических и аморфных областей, приводящей к увеличению поляризованности. При одноосной ориентационной вытяжке возпикаег анизотропия пьезомодулей л увеличивается с повышением степени вытяжки, а 32 уменьшается. Максимальные значения 31 достигаются при степени вытяжки, равной 5 [169]. Для одноосно-ориентированной пленки значения 31 более чем в 3 раза выше, чем для неориентированной пленки с -структурой кристаллов абсолютные значения dp и 33 примерно в 2 раза выше, чем для неориентированной пленки с -структурой. Для двухосно-ориентированной пленки по сравнению с неориентированной пленкой а-струк-туры значения иьезомодулей 31 и 32 примерно в 2 раза больше, а абсолютные значения dp и 33 в 3 раза больше. Ниже приведены некоторые характеристики одноосно-(/i = 9 мм) (I) и двухосно-(/i = 25 мкм) (II) ориентированных пленок из ПВДФ, подвергнутых поляризации по оптимальному режиму [150] [c.185]

Как следует из рис. 122 [151], при понижении температуры и приближении ее к Тс (228 К) у одноосно-ориентированной пленки из ПВДФ повышается модуль упругости и понижается диэлектрическая проницаемость, что вызвано увеличением времени релаксации сегментального движения. С понижением температуры уменьшаются и пьезомодули при 233 К 31 в 3 раза, а 33 —в 2 раза меньше, чем при 293 К- Уменьшение пьезомо-дуля 31 при понижении температуры связано как с увеличением модуля упругости, так и с уменьшением коэффициента Пуассона г)з1. Температурные зависимости в интервале температур 203—303 К диэлектрической проницаемости, модулей упругости и иьезомодулей для неориентированных и двухосно-ориентированных пленок аналогичны таковым для одноосно-ориентированной пленки. Влияние гидростатического давления на пьезомодуль dp показано на рис. 123 [168]. При атмосферном давлении зависимость dp от температуры аналогична таковой для 31- Давление приводит к уменьшению пьезомодуля dp особенно [c.186]

Для практического использования пьезоэлектрических пленок очень важна стабильность значений пьезомодулей во времени. Известно, что непосредственно после поляризации, особенно в течение первых десяти суток, происходит уменьщение пьезомодуля. В дальнейшем значение иьезомодуля стабилизируется. Заметное уменьшение иьезомодуля наблюдается при изотермическом старении иленок из ПВДФ при Т > 323 К. Уменьшение пьезомодуля при изотермическом старении зависит от натяжения пленки (рис. 125, а). У пленки в свободном состоянии при термостарении происходила усадка в направлении [c.189]

Изменение иьезомодулей при изотермическом старении зависит от технологии изготовления пленки, температуры поляризации, натяжения пленки. Двухосно-ориентированная пленка стабильнее, чем одноосно-ориентированная пленка. Хотя характер уменьшения пьезомодуля при изотермическом старении при 333—373 К одинаков у одноосно- и двухосно-ориентированной пленки, но уменьшение пьезомодуля меньше у двухосно-ориентированной пленки [172]. [c.190]

Температура поляризации также влияет на стабильность пьезомодуля при 333—373 К чем выше Т , тем лучше стабильность пьезомодуля [173]. Для одноосно-ориентированной пленки температура поляризации обычно 353—373 К, так как повышение температуры поляризации выше 373 К [162] приводит к уменьшению иьезомодуля. [c.190]

Титанат бария, сегнетоэлектрические. свойства которого были открыты в 1944 г. Б. М. Вулом и И. М. Гольдманом [69], имеет пьезомодуль примерно на два порядка выше, чем пьезомодуль кварца. Для создания одинаковой интенсивности ультразвуко- [c.36]

Титанат бария. В последнее время значительное распространение при изготовлении ультразвуковых излучателей и приемников получил титанат бария (ВаТ10д) [52]. Во многих случаях излучатели из титаната бария целиком вытесняют кварцевые вибраторы. Это объясняется тем, что, имея почти в 100 раз бо.льший пьезомодуль, титанат бария отличается еще и тем свойством, что для получения мощных ультразвуков на него не требуется подавать высоких напряжений. Так, при напрян(ении 100—300 в с титаната бария могут быть получены такой же интенсивности ультразвуковые колебания, как с кварца при подведении к последнему 1000—ЗОООб. Если при этом учесть дешевизну титаната бария и возможность изготовления излучателей практически любой формы п размеров, то преимущество титаната бария перед кварцем в получении мощных ультразвуковых полей очевидно. [c.78]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология