БОЛЬШАЯ СОВЕТСКАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ, БСЭ БОЛЬШАЯ СОВЕТСКАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ, БСЭ
Навигация:

Библиотека DJVU
Photogallery

БСЭ

Статистика:


Пьезоэлектрические материалы

Значение слова "Пьезоэлектрические материалы" в Большой Советской Энциклопедии


Пьезоэлектрические материалы, кристаллические вещества с хорошо выраженными пьезоэлектрическими свойствами (см.
title="Пьезоэлектричество">Пьезоэлектричество), применяемые для изготовления электромеханических преобразователей: пьезоэлектрических резонаторов, пьезоэлектрических датчиков, излучателей и приёмников звука и др. Основными характеристиками Пьезоэлектрические материалы являются: 1) коэффициент электромеханической связи  , где d —  пьезомодуль, Е модуль упругости, e — диэлектрическая проницаемость (в анизотропных Пьезоэлектрические материалы все эти и нижеследующие величины — тензорные); 2) величина k2Itgd, определяющая кпд преобразователя (d — угол диэлектрических потерь); 3) отношение механической мощности пьезоэлемента на резонансной частоте к квадрату напряжённости электрического поля в нём; определяется величиной (dE)2; 4)  и  определяют чувствительность приёмника звука соответственно в области резонанса и на низких частотах (сзв — скорость звука в Пьезоэлектрические материалы). В табл. приведены характеристики некоторых наиболее распространённых Пьезоэлектрические материалы К Пьезоэлектрические материалы в зависимости от назначения предъявляются специальные требования: высокая механическая и электрическая прочности, слабая температурная зависимость характеристик, высокая добротность, влагостойкость и т.д.

 

Основные характеристики наиболее распространенных пьезоэлектрических материалов при температуре 16—20 °С

 

Плот-
ность, r кг/м3

Ско-
рость звука, Сзв, 103 м/сек

Диэлект-
рическая проницаемость, e

Пьезо-
модуль, d, 1012 к/н

Тангенс угла диэлект-
рических потерь, tg d×102

Коэф-
фициент электро-
механи-
ческой связи k

k2/tgd

Примеча-
ние

Кварц

2,6

5,47(11)

4,5(11)

2,31(11)

< 0,5

0,095

>0,4

срез x

Дегидрофосфат аммония (АДР)

1,8

5,27(33)

21,8

24(36)/2

< 1

0,3

>8

срез 45°

Сульфат лития

2,05

4,7(33)

10,3(22)

18,3(22)

< 1

0,37

>10

относите-
льно оси z

Сегнетова соль

1,77

3,9(22)

250(11)

172(14)/2

> 5

0,67

<13

срез у

Сульфонодид сурьмы

5,2

1,5(33)

1000(33)



5—10

0,8(33)

9

срез 45° относите-
льно оси x; вещество при T > 55 °С распада-
ется

Пьезокерамика

Титанат бария (ТБ—1)

5,3



1500



2—3





 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

данные фирмы Кливайт (США)

Титанат бария кальция ТБК—3)

5,4



1180



1,3; 4,0





Группа цирконата — титаната свинца ЦТС—23

7, 4



1100



0,75—2,0





ЦТБС—3

7,2



2300



1,2—2,0





ЦТСНВ—1

7,3



2200



1,9—9,5





PZT—5H

7,5



3400



2,0—3,0





PZT—8

7,6



1000



0,4—0,7





Примечание. Цифры в скобках у монокристаллов определяют индексы соответствующих тензорных характеристик, например: (36)/2 означает d36. Для пьезокерамики верхние значения постоянных имеют индексы (11) или (31), а нижние (33), величины d31 < 0, d33 > 0. Значения tgd для кристаллов даны для поля < 0,05 кв/см; для пьезокерамики tgd даётся в интервале 0,05 кв/см £ E < 2 кв/см. Данные для отечественной пьезокерамики даны на основании ГОСТ 18 927—68.

 

  Пьезоэлектрические материалы могут быть разбиты на: монокристаллы, встречающиеся в виде природных минералов или искусственно выращиваемые (кварц, дигидрофосфаты калия и аммония, сегнетова соль, ниобат лития, силикоселенит и германоселенит и др.), и поликристаллические сегнетоэлектрические твёрдые растворы, подвергнутые после синтеза поляризации в электрическом поле (пьезокерамика). Из Пьезоэлектрические материалы первой группы применяются лишь некоторые кристаллы, например кварц, обладающий большой температурной стабильностью свойств, механической прочностью, малыми диэлектрическими потерями и влагостойкостью. Недостатки — сравнительно слабый пьезоэффект, малые размеры кристаллов, трудность обработки. Используется главным образом в пьезоэлектрических фильтрах и стабилизаторах частоты (см. Кварцевый генератор); в лабораторной технике применяются кварцевые излучатели и приёмники ультразвука. Дигидрофосфат аммония — искусственно выращиваемый сегнетоэлектрический кристалл, химически стоек, до точки плавления (Тпл = 130 °С) обладает сравнительно сильно выраженным пьезоэффектом и малой плотностью, однако недостаточно механически прочен. Кристаллы сегнетовой соли (выращиваемые до больших размеров) имеют высокие значения характеристик, определяющих чувствительность приёмника звука. Малая влагостойкость, низкая механическая прочность, а также сильная зависимость свойств от температуры (из-за низких значений температуры Кюри и Тпл = 55 °С) и напряжённости электрического поля ограничивают применение сегнетовой соли. Ниобат лития, силикоселенит и германоселенит наряду с сильно выраженным пьезоэффектом и высокой механической прочностью обладают высокой акустической добротностью и используются в области гиперзвуковых частот (см. Гиперзвук). Турмалин, гидрофосфат калия, сульфат лития и др. практически не используются. Наиболее распространённым промышленным Пьезоэлектрические материалы является пьезоэлектрическая керамика.

 

  Лит.: Физическая акустика, под ред. У. Мэзона, пер. с англ., т. 1, ч. А, М., 1966; Матаушек И., Ультразвуковая техника, пер. с нем., М., 1962; Ультразвуковые преобразователи, пер. с англ., под ред. Е. Кикучи, М., 1972.

  Б. С. Аронов, Р. Е. Пасынков.

В Большой Советской Энциклопедии рядом со словом "Пьезоэлектрические материалы"

Пьезоэлектрическая керамика | Буква "П" | В начало | Буквосочетание "ПЫ" | Пьезоэлектрический громкоговоритель


Статья про слово "Пьезоэлектрические материалы" в Большой Советской Энциклопедии была прочитана 6305 раз


Интересное