Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Бабичев А.Н. -> "Физические величины" -> 308

Физические величины - Бабичев А.Н.

Бабичев А.Н., Бабушкина Н.А. Физические величины — M.: Энергоатомиздат, 1991. — 1232 c.
ISBN 5-283-04013-5
Скачать (прямая ссылка): fizicheskievelechini1991.djvu
Предыдущая << 1 .. 302 303 304 305 306 307 < 308 > 309 310 311 312 313 314 .. 561 >> Следующая


єг

0000

?000

ZOOB

о

-гов -wo о wot °с

Рис. 23.8. Зависимость е, титаната бария от температуры при различной напряженности электрического поля [32]

8000

6000

то

2000O 0,1 0,8 Ешр,МВ/м

Рис. 23.9. Зависимость є, титаната бария от напряженности электрического поля при температуре 22°С [32]

электрического поля ?Эф. На основе сегнетокерамики созданы вариконды — нелинейные диэлектрические конденсаторы, емкость которых резко изменяется при изменении воздействующих на них переменных и постоянных электрических напряжений. Свойства сегнетокерамики для варикондов приведены в табл. 23.25. Основными характеристиками варикондов являются: точка Кюри Tc; ен — начальная диэлектрическая проницаемость в слабом переменном электрическом поле (2—5кВ/м); коэффициент нелинейности ПО переменному ПОЛЮ К~ = еmax/Єн, где Cmax — максимальное значение диэлектрической проницаемости B переменном поле (при ? = ?шах); коэффициент реверсивной нелинейности по постоянному ПОЛЮ

г_/Єтіп, где —диэлектрическая проницаемость

в переменном поле при отсутствии смещающего постоянного поля, Emm — диэлектрическая проницаемость при том же переменном поле н значительном смещающем постоянном поле, когда є уже практически не зависит от смещающего поля.

Пьезоэлектрики — кристаллические диэлектрики, не имеющие центра симметрии, в которых под действием механических напряжений возникает электрическая поляризация (прямой пьезоэлектрический эффект), а под действием внешнего электрического поля — механическая деформация (обратный пьезоэлектрический эффект). Таким образом, с помощью пьезоэлектриков можно преобразовывать электрические сигналы в механические и наоборот. Между поверхностной плотностью заряда q, образующегося при прямом пьезоэффекте на поверхности поляризованного кристалла, и механическим напряжением о существует прямо пропорциональная зависимость q—dc, 'причем знаки зарядов на электродах пьезоэле-мента зависят от направления механических напряжений (сжатие — растяжение). Механическая деформация и в такой же зависимости находится с напряженностью внешнего электрического поля E при обратном пьезоэффекте: u=dE, а характер деформации (сжатие или растяже-

Ґ \
J \
і \
J
/ T
/
/

557 ниє) определяется направлением поля (полярностью напряжения, приложенного к электродам пьезоэлемента).

Коэффициент d (пьезомодуль) у одного и того же диэлектрика одинаков как для прямого, так и для обратного пьезоэффекта. В качестве пьезоэлектрических применяются материалы с ярко выраженными пьезосвой-ствами: пьезоэлектрические монокристаллы и пьезокера-мика. Обычная сегнетокеракика как изотропная среда не обладает пьезосвойствами. Для придания этих свойств сегнетокерамнку поляризуют: выдерживают в нагретом состоянии в сильном постоянном электрическом поле [33, 34]. В итоге векторы спонтанной поляри-зованности доменов внешним полем ориентируются, из изотропного тела керамика превращается в анизотропное, обладающее устойчивой остаточной полярнзованно-стью P0, направление которой определено поляризующим полем. Это приводит к появлению пьезоэффекта.

Помимо пьезомодуля, значение которого зависит от кристаллографического направления, для оценки пьезо-элементов применяют коэффициент электромеханической связи К, характеризующий эффективность преобразования механической энергни в электрическую и наоборот (при прямом и обратном пьезоэффекте), а также механическую добротность Qm, определяемую потерями на внутреннее трение в материале, от значения которой существенно зависит увеличение амплитуды колебаний элемента при резонансной частоте. Работоспособность пье-зоматериалов определяется также значениями er, tg б и точкой Кюри Tc.

Пьезокерамические материалы в зависимости от назначения делят на четырг класса.

Материалы класса I применяют для высокочувствительных пьезоэлементов, в частности, в режиме слабых сигналов, когда определяющим параметром является пьезомодуль.

Материалы класса II предназначены для применения в условиях сильных электрических полей и высоких механических напряжений. Дополнительным требованием здесь является малый tg 6 и высокая механическая добротность Qm-

Материалы класса IIl применяют для пьезоэлементов с повышенной стабильностью резонансных частот во времени и с изменением температуры, с высокой механической добротностью Qm.

К классу IV относят материалы для высокотемпературных пьезоэлементов (с Tc выше 300 °С).

В табл. 23.26 приведены параметры некоторых промышленных пьезокерамическнх материалов. Их подразделяют на три типа:

Тип А. Материалы системы титаната бария (ТБ-1, ТБК-3, ТБКС).

Таблица 23.26. Характеристики промышленных пьезокерамическнх материалов [20]

Тип Б. Материалы системы цирконата-титаната свинца (ЦТС-19, ЦТС-21, ЦТС-22, ЦТС-23, ЦТС-24, ЦТС-300).

Тип В. Материалы ниобатной системы [НБС-1, НБС-3, (Kol5Na0^)NbO3].

Пьезомодуль измеряется в пКл/Н (1 пКл= 10~12 Кл). Если направление остаточной поляризации P0 принять за ось 3, то пьезоэффект вдоль этой оси характеризуется пьезомодулем d33 при сжатии— растяжении материала вдоль оси 3, а пьезомодулем d3! — при деформации в перпендикулярной плоскости.
Предыдущая << 1 .. 302 303 304 305 306 307 < 308 > 309 310 311 312 313 314 .. 561 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed