Пьезоэффект зарядами

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]

В основе действия этих вибраторов лежит пьезоэлектрический эффект, заключающийся в том, что при растяжении и сжатии некоторых кристаллов в определенных направлениях на их поверхности возникают электрические заряды (прямой пьезоэффект). Последние пропорциональны силе, сжимающей или растягивающей пластинку кристалла, а знак их зависит от вида деформации. [c.126]

Явление прямого пьезоэффекта, заключающееся в возникновении зарядов на гранях кристаллов некоторых веществ при их растяжении и сжатии, было открыто в 1880 г. братьями Кюри. [c.32]

В направлении оси Х1 (рис. 18,6), то на поверхности А появится отрицательный, а на поверхности В — положительный заряд (продольный пьезоэффект). В случае сжатия рассматриваемой ячейки в направлении, перпендикулярном оси (рис. 18, е), на поверхностях А н В появятся соответственно положительные (поверхность А) и отрицательные (поверхность В) заряды (поперечный пьезоэффект). При подаче электрического тока на грани такого кристалла с помощью специальных электродов его размеры будут меняться с частотой, равной частоте тока,— в этом и состоит обратный пьезоэффект. [c.32]

Пьезоэлектрические свойства проявляются в том, что на гранях тела, подвергающегося механическому воздействию (растяжению или сжатию), возникают электрические заряды — прямой пьезоэффект. Обратный пьезоэффект заключается в возникновении деформаций тела под влиянием его электризации. [c.217]

Сведения о симметрии кристаллов можно получить, изучая, как уже отмечалось, и их электрические свойства. Обнаружено, например, что некоторые кристаллы могут проявлять пиро- и пьезоэффект. Если пироэлектрический кристалл нагреть и охладить, то у него происходит разделение электрических зарядов, и кристалл становится положительно заряженным у одного конца и отрицательно заряженным у другого. Аналогичное поведение обнаруживает пьезоэлектрический кристалл, если его подвергнуть какому-либо физическому воздействию, например сжатию. Такие эффекты обнаруживаются только у кристаллов, не имеющих центра симметрии. [c.242]

Пьезоэлектрический манометр. Действие пьезоэлектрического манометра основано на свойствах некоторых кристаллических веществ создавать электрические заряды под действием механической силы. Это явление называется пьезоэффектом. [c.218]

С физической точки зрения пьезоэлектрический эффект рассматривается как появление поверхностного заряда в ответ на некоторую механическую деформацию Ф, вызываемую в образце внешней силой. При деформации Ф пленки из изотропного материала вследствие изменения величины диэлектрической проницаемости е и сопротивления R может возникать так называемый кажущийся пьезоэффект [М9, 120]. Изменение емкости С и сопротивления R может быть записано в виде [c.277]

Пьезоэффект в полимерных электретах с инжектированными зарядами или смещенными ионами...... [c.4]

В работах Губкина А. Н. и Сорокина В. С. [10, 244] более подробно рассмотрен процесс деформации электрета и возникновения пьезоэлектричества в электретах. Авторы учитывали также случай ложного пьезоэффекта, возникающего вследствие изменения расстояния между электродами и поверхностями образца. Когда между поверхностями электрета, толщина которого Ь, и металлическими электродами имеется воздушный зазор I. поверхностная плотность заряда, индуцированного на электродах, равна [c.150]

Если представить, что заряд электрета обусловлен только зарядами в приэлектродных областях, то величина пьезоэффекта будет равна [c.150]

Для характеристики пьезоэлектрических свойств использовали [262] коэффициент связанный с поляризацией уравнением АР=дд8/дх, где х — половина толщины образца, изменяющаяся при деформации =02о (1— П)/4. Для простоты при рассмотрении пьезоэффекта при изгибе взята простейшая модель распределения объемного заряда, подобные результаты получаются и при других распределениях. [c.159]

Пьезоэффект в полимерах с инжектированными зарядами наблюдали и авторы работ [251—255], в том числе в полипропиленовой пленке [251]. [c.160]

Разнообразие областей применения и условий эксплуатации ставит задачу целенаправленного поиска новых полимерных, ди-электриков в качестве электретных материалов, разработку электретов с заранее заданными физико-химическими свойствами (температурный интервал устойчивости зарядов и пьезоэффекта, механические, термические свойства, химическая устойчивость). [c.5]

При растяжении образца 1 вдоль оси х на электродах, нанесенных на поверхность образца, индуцируется заряд Р — й ьРх-При растяжении образца 2 вдоль оси х на электродах индуцируется заряд Рг=й Рх. Если проводят измерения при увеличении температуры, заряды будут определяться не только пьезоэффектом, но и изменением напряженности поля Е вследствие деполяризации [c.112]

На рис. 63 приведены результаты по измерению пьезомодуля с з1 электретов из ПВХ в динамическом режиме. С ростом температуры до 60 °С разность потенциалов V почти не меняется, при более высоких температурах V увеличивается, проходит через максимум при 70 °С и падает. Изменение разности потенциалов, обусловленной пьезоэффектом, связано с изменением деформационных свойств полимера. Из зависимости деформации А1/1 от температуры при постоянной нагрузке видно, что при 70 °С деформация увеличивается примерно в 1,3 раза, а с 82 °С деформация резко возрастает. Поскольку поверхностная плотность зарядов прямо пропорциональна деформации, разность потенциалов V растет вследствие увеличения деформации А///, однако резкое возрастание деформации выше 80 °С не приводит к увеличению V, так как одновременно происходит быстрое снижение остаточной поляризации в образце вследствие термодеполяризации. [c.113]

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]

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]

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]

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]

Пьезоэлектрические датчики основаны на принципе пьезоэлектрического эффекта, который заключается в том, что на некоторых кристаллах (кварц, турмалин, сегнетовая соль, титанат бария и др.) возникают электрические заряды при сжатии или растяжении. При этом получают так называемый прямой пьезоэффект в отличие от обратного пьезоэффекта, вызываемого изменением размеров кристалла под влиянием приложенного заряда. [c.84]

Пьезоэффект. Пьезоэлектрический эффект заключается в том что при сжатии и растяжении некоторых кристаллов в определенных направлениях на их поверхностях возникают электрические заряды. Пьезоэффект обратим — если приложить к этим поверхностям электрическое напряжение, то кристалл соответственно растянется или сожмется. Таким образом, механические колебания преобразуются в переменное электрическое напряжение (пьезоприемник — прямой пьезоэффект), а переменное электрическое напряжение преобразуется в механические колебания (пьезоизлучатель — обратный пьезоэффект). [c.21]

Довольно широкое применение для регистрации изменения давления в цилиндре двигателя внутреннего сгорания и в топливных трубопроводах получили индикаторы и датчики, основанные на пьезоэффекте. Однако их нельзя использовать для измерения давления, имеющего статическунз составляющую (например, при индицировании компрессорных цилиндров второй и более высоких ступеней, трубопроводов межступенчатой обвязки и т. п.), так как вследствие неизбежной утечки электрического заряда показания индикатора по статической составляющей будут искажены. Кроме того, применение пьезоэлектрических индикаторов требует динамической тарировки, что сопряжено со значительными трудностями. Индицирование цилиндров компрессора с помощью емкостных или индуктивных индикаторов производится редко, так как бывает практически трудно обеспечить термическую стабильность работы датчика, устранить влияние неравномерного прогрева мембраны и других деталей датчика и тем самым обеспечить необходимую точность измерений. [c.82]

Важное свойство Э.— способность изменять величину и знак иоверхностных зарядов при механич. нагружении (пьезоэффект). Так, пленочные термоэлектреты из поливинилиденфторида характеризуются пьезоэлектрич. коэффициентами, равными (10—20) х Х10 1 кл/к, из поливинилхлорида — 3-10 1 кл1н. Э. могут изменять геометрич. размеры при воздействии электрич. поля (электрострикция), вырабатывать эдек-трич. ток при нагревании (пироэлектричество). [c.470]

Пьезоэффект наблюдается у кристаллов кварца, турмалина, сегне-товой соли, титаната бария и некоторых других веществ. Особенностью пьезоэффекта является его безынерционность. Заряды возникают мгновенно в момент приложения силы. Это обстоятельство делает пьезоэлектрические манометры незаменимыми при измерении и исследовании быстро протекающих процессов, связанных с изменением давления (индицирование быстроходных двигателей, изучение явлений кавитации, взрывных реакций и т. п.). [c.218]

Если К. Р-кварца сжать не в направлении полярной оси 2-го порядка, то на противоположных параллельных поверхдостях К., перпендикулярных к этой оси, появятся разноименные заряды (продольный пьезоэффект). При растяжении знаки зарядов меняются. На тех же поверхностях К. появятся аналогичные заряды и при растяжении (сжатии) К. в направлении, перпендикулярном оси второго порядка (поперечный пьезоэффект). При этом соблюдается строгая пропорциональность между напряжением и возникающим зарядом. Явление пьезоэлектричества обратимо если К. внести в переменное электрич. поле, так что вектор поля лежит в направлении полярной оси, то К. в этом направлении будет попеременно сжиматься и растягиваться. Здесь также различают пьезоэффект продольный и поперечный. Пьезоэффект наблюдается лишь у К. с полярным направлением, у к-рых отсутствует центр симметрии. Таких классов симметрии 20 (из 32). Кроме кварца, пьезоэффект наблюдается у К. турмалина, цинковой обманки, 1 аСЮз, винной к-ты, сахарозы, сегнетовой соли и т. д. Пьезоэффект, особенно К. кварца и сегнетовой соли, широко используется в технике (для стабилизации радиочастот, для получения ультразвука, изготовления основных деталей в микрофонах, телефонах, адаптерах и т. п., для измерения механич. усилий, ускорений, дав.пений и т. д.). [c.431]

В работе [231] в качестве возможной причины большого пьезоэффекта в ПВДФ-электретах называют объемный заряд, поскольку в поле объемного заряда могут быть ориентированы спонтанно поляризованные кристаллиты. Однако окончательно в литературе вывод о причине, вызывающей высокий пьезоэффект в ПВДФ-электретах, не делается. Авторы отмечают только спонтанную поляризацию как главный фактор, обеспечивающий большой пьезоэффект [231, 247]. [c.156]

В невытянутых образцах ПВДФ пьезоэффект невелик и связан с существованием несимметрично распределенного объемного заряда с/0,03 пКл/Н. При вытяжке структура перестраивается, наблюдается спонтанная поляризация и пьезомодуль возрастает до 0,3 пКл/Н, а сами кристаллиты в общем распределены в объеме хаотически. Поляризация в постоянном электрическом поле вытян -той ПВДФ-пленки приводит к возрастанию пьезомодулей с з1 и 33 до 20—30-10-12 Кл/Н. [c.119]

Возможной причиной большого пьезоэффекта в ПВДФ-электретах считают [150] объемный заряд, поскольку в поле объемного заряда могут быть ориентированы спонтанно поляризованные кристаллиты или диполи — полярные группы в кристаллитах. Рассмотрим это явление более подробно [10]. [c.121]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология