Пьезоматериалы

Помимо пьезомодуля, значение которого зависит от кристаллографического направления, для оценки пьезоэлементов применяют коэффициент электромеханической связи К, характеризующий эффективность преобразования механической энергии 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 пьезоматериалов определяется также значениями г,, tg б и точкой Кюри Тс. [c.558]

Пьезоэлектрические материалы. В приборах акустического контроля чаще всего используют контактные преобразователи, принцип работы которых основан на пьезоэлектрическом эффекте. Активный элемент такого преобразователя изготовляют из материала, обладающего пьезоэлектрическими свойствами. Прямым пьезоэлектрическим эффектом называют появление в некоторых веществах электрической поляризации под действием приложенных к ним механических напряжений или деформаций. Обратный пьезоэлектрический эффект заключается в возникновении механического напряжения и деформации в пьезоматериале, помещенном в электрическом поле. Обратный пьезоэффект используют для излучения, а прямой — для приема акустических колебаний. [c.60]

В преобразователях современных акустических приборов чаще всего применяют не кристаллические пьезоматериалы, а пьезокерамику. В пластичном состоянии материалу соответствующего химического состава придают требуемую форму, например, пластины. Затем его спекают при температуре выше 1000 С и выдерживают в электростатическом поле большой напряженности — поляризуют. [c.61]

Технические характеристики пьезоматериалов [c.139]

Пьезоматериалы для излучателя и приемника выбирают одинаковыми (чаще всего ЦТС-19), хотя раздельные излучение и прием позволяют улучшать характеристики ПЭП путем выбора пьезоэлементов из разных материалов, наилучшим образом работающих либо на излучение, либо на прием. [c.155]

Передаточная функция достигает максимума на частоте свободных колебаний кольца, когда d = Я, /2 = j 2fi) (с — скорость ультразвука в пьезоматериале). С этой частотой совпадает резонансная частота электрического контура. Явление вторичного пьезоэффекта учитывать не будем. [c.166]

Эффективность пьезокерамических материалов определяется основными параметрами пьезомодулем ( к. диэлектрической проницаемостью е, тангенсом угла диэлектрических потерь tg б, скоростью звука модулем Юнга Ею- Помимо этого, пьезокерамика должна иметь стабильные физические параметры с малой зависимостью их от времени, температуры, давления и многих других факторов. Основными требованиями к пьезоматериалам являются также более высокий диапазон рабочих температур (точка Кюри) и способность материала работать в больших электрических полях с наименьшими диэлектрическими потерями. Керамический материал должен обладать высокими физико-механическими свойствами наибольшей плотностью и наибольшими пределами прочности при сжатии изгибе а э , растяжении о ,. [c.311]

Одним из основных пьезоматериалов является природный или искусственно выращенный пьезокварц. Твердость пьезокварца по Моосу 7, тангенс угла диэлектрич. потерь tg б 2-10- . Пьезомодули d,,=—d,2=6,8-10- nd, =—1,8-10- СГСЭ. Величина пьезомодуля уменьшает- [c.101]

В современной электронике, радиотехнике, акустике и автоматике широко применяются различные пьезоэлектрики — монокристаллы, пьезокерамика, композиционные материалы, полимеры. Использование тех или иных пьезоматериалов для конкретных устройств (электромеханических преобразователей) обусловлено электрическими, механическими и конструкционными особенностями различных пьезоматериалов, а также экономическими соображениями. [c.131]

Пьезоматериалы, использующие прямой пьезоэффект (см. рис. [c.133]

Из табл. 5.4 п 5.5 следует очевидное преимущество композитных пьезоматериалов для работы в режиме приема и поляризованной сегнетокерамики в качестве основного материала для излучателей. Эти выводы общего характера, естественно, уточняются применительно к заданным параметрам подлежащих разработке устройств. [c.137]

Однако в связи с развитием в последние годы промышленности синтетических пьезоматериалов — пьезоэлектрических керамик, позволяющих получать пластины любой формы, с произвольным направлением поляризации, кварц вообще перестал применяться для изготовления промышленных фокусирующих излучателей. Но керамические излучатели с радиальной поляризацией тоже не дают равномерного поля. Неоднородность их излучения вызывается не только случайной неоднородностью их свойств и доменной структуры, но и возникающими в них паразитными колебаниями, которые рассматривались в работе [29]. При помощи установки для экспериментального исследования тонкой структуры звукового поля, описанной в работе [30], была исследована фокальная область цилиндрического излучателя из керамики титаната бария с углом раскрытия = 90° и фокусным расстоянием F=i,B> см на резонансной частоте 815 кгц. На рис. 30 приведено распределение давления в фокальной плоскости (кривая 2) по сравнению с расчетной (кривая <3) обращает внимание большая величина вторичных максимумов. [c.185]

Технические характеристики пьезоматериалов [24] [c.180]

Понятие 1 кн. 137 — Расход 1 кн. 155, 156 — Рецептура 1 кн. 147—151 — Характеристики 1 кн. 138 Пьезоматериалы —Применение 2 кн. 178 [c.322]

Так, у образца с х = 0,10 систе№ П обнаружена высокая скорость распространения звука (6000 м/сек), что является хорошим показателем для пьезоматериалов, используемым в ультразвуковых линиях задержки. [c.139]

Из пьезоматериалов наиболее часто используется [c.37]

Пьезоматериалы. Пьезоэлектрические материалы — материалы, обладающие пьезоэффектом, используются для изготовления пьезоэлементов (пье-зопластин), служащих в акустических приборах НК для преобразования электрических колебаний в упругие и упругих колебаний в электрические. [c.204]

Пьезопластина обычно имеет толщину, равную половине длины волны ультразвука в пьезоматериале на ре- [c.204]

Пьезоэлектрический способ возбуждения колебаний основан на изменении размеров или формы пьезоматериалов под воздействием электрического поля. Его используют для создания установок с частотами нагружения в несколько тысяч герц. Пьезоматериалы — кварц сегнетова соль, Дигидрофосфат аммония, керамика из тнта-ната бария. Поскольку абсолютные смещения граней пьезопреобразователей невелики для возбуждения механических колебаний g усталостных установках их используют так на высоких частотах в резонансных системах в виде отдельных пьезовибраторов, а на более низких (1—20 кГц) применяют пакеты пьезопластин, обрамляе-ные конструктивно в виде вибростолов. [c.156]

Пьезоэлектрический эффект был открыт при исследовании кристаллических материалов типа кварца, и первоначально в технике применяли кристаллические пьезопреобразователи. В на-стояш,ее время открыты различные классы пьезоматериалов, отличающиеся физическим механизмом возникновения пьезоэффекта. Согласно этой классификации кварц относят к неполярным пьезодиэлектрикам. [c.61]

Авторы подчеркивают особую перспективность разработки новых пьезоматериалов СЗТ[Оз, точка Кюри которого по предварительным данным около 1000° С, а также висмутсодержащих перовскитов с высокими температурами точки Кюри. [c.312]

Многие из перовскитов по мнению исследователей целесообразно использовать в качестве первых и вторых компонентов для разработки новых твердых растворов с более лучшими пьезосвойствами. Помимо того ими утверждается, что в качестве компонентов твердых растворов, кроме перовскитов, могут быть использованы вещества других структур, например пирохлоры. Это дает огромный резерв для еще больших поисков новых, возможно более качественных, пьезоматериалов. [c.312]

ПЬЕЗОМАТЕРИАЛЫ, или п ь е з о э л е-к т р и к и,—группа кристаллич. электро-изоляциопных веществ, у которых кристаллические ячейки лишены центра симметрии. Вследствие этого, при деформации их частицы (ионы, полярные группы) сме- [c.101]

Пумицит 2—363 ПФН-12 3—394 Пчелиный воск 1—281 Пьезокварц 3 —101 Пьезокварца метод 3-101 Пьезоматериалы 3—101 Пьезомодуль 3 — 101 Пьезоэлектрики 3 —1ВЗ [c.517]

Пьезоматериалы, в которых используется обратный пьезоэффект (см. рпс. 5.3, табл. 5.3), применяют главным образом для геперацпн ультразвука в жидкой среде. В ряде случаев их используют II в контакте с твердым веществом, где с помощью пьезоэффекта возбуждается ультра- или гиперзвук. [c.134]

Особо необходимо подчеркнуть требующееся для обеспечения качества дальнейшее повышение многокомпонентности керамических пьезоматериалов, сочетающееся с обеспечением жесткого соблюдения локальной и интегральной стехиометрии с точностью до 10 . [c.144]

Прецизионные фильтры на захвате энергии изготовляют главным образом из термостабильного Л Г-среза монокристаллического кварца (см. 5.2). Пьезоматериалом для монолитных фильтров в аппаратуре широкого применения (где не требуется особенной стабильности параметров) служит различного типа пьезокерамика (см. табл. 5.3). Перспективными кристаллами для высокостабильных фильтров являются берлинит AIPO4, танталат лития LiTaOs и тетраборат лития Li2B407. У этих пьезоэлектриков высокая (как у кварца) термостабильность сочетается с большими коэффициентами электромеханической связи, что позволяет существенно улучшить характеристики монолитных фильтров, в частности ширину полосы пропускания. [c.148]

Особый случай представляет использование композитных пьезоматериалов в гидрофонах, где K " nbe3o = dhgh и, как следует из уравнений связи (5.6), (5.7), можно ожидать повышения чувствительности гидроакустического приемника при приближении к ФП. Этот эффект действительно наблюдался в текстурах сульфо-иодид сурьмы — полимер, в которых максимум К "иъезо сдвигается в сторону повышающейся 7к в случае легирования сегнето-электрика. [c.256]

В задачу разработчиков пьезоматериалов для преобразователей обычно входит подробное исследование тензора с1гк и отыскание на основании общих правил трансформации координат, составляющих, удобных для практического использования. При этом приходится учитывать и свойства анизотропии диэлектрической проницаемости (тензора егк), поскольку чувствительность преобразователей-приемников зависит от константы Харкевича (g), являющейся частным от деления /е, а излучателей — от константы [) Мэсона, в которую входит и модуль упругости пьезокристалла. Наконец, кроме задачи изучения среза, дающего максимальную чувствительность, есть еще задача получения стабильных преобразователей, чувствительность которых возможно меньше зависит от температуры. Поэтому исследуют также зависимости и 8 от температуры и коэффициенты температурного расширения кристалла с целью отыскания таких срезов, при которых температурная зависимость чувствительности пьезоэлемента или его резонансной частоты была бы минимальной. [c.96]

Исследованиями В. Г. Щербинского [58] установлено, что оптимальным, при перерасчете на поперечные волны, считается йf=ll0...12 мм-МГц. По-видимому, оптимальные параметры пьезопластины лежат в области а /=12...15 мм-МГц. При этом толщина пластины, как правило, берется полуволновой, т. е. с 1 — =Л/ 2 = С1/2/, где С1 — скорость звука в пьезоматериале. [c.35]

На поверхности пьезопластины 1 методом осаждения или напыления наносят серебряные или медные электропроводные покрытия, одно из которых с помощью проводника 7 подключается к электрическому разъему ПЭП, а другие — к металлическому корпусу 5. Толщина пьезопластины принимается равной половине длины волны в пьезоматериале на рабочей частоте ПЭП. В прямых ПЭП (рис. 9.5, а) пьезопластина одной стороной приклеена к демпферу 6, а другой стороной - к протектору 2. Протектор служит для защиты пьезопластины от механических повреждений и должен обладать высокой износостойкостью. Демпфер в свою очередь служит для гашения свободных колебаний пьезопластины и получения коротких импульсов. [c.148]

В качестве пьезоматериалов широко применяют сегнетоэлектрики. По пьезоэлектрическим свойствам сегнетоэлектрики делят на две группы 1) обладающие пьезоэффектом при температурах выше точки Кюри (сегнетова соль, дигидрофосфат калия и др.) и 2) центросимметричные и не обладающие пьезоэффектом в параэлектрической фазе (титанат бария, триглицинсульфат, титанат свинца и др.). [c.232]

Пьезоэлектрические текстуры из сегнетовой соли (как и вообще пьезотекстуры) имеют ряд преимуществ перед кристаллическими пьезоматериалами. Первое из этих преимуществ — простота изготовления ньезотекстур. Второе — возможность приготовить пьезотекстуры больших (практически неограниченных) размеров и любых форм. [c.161]

Пьезопластина обычно имеет толщину, равную половине длины волны ультразвука в пьезоматериале на рабочей частоте. На противоположных поверхностях пластины располагаются металлические (обычно серебряные) электроды для приложения, электрического поля. Формой электродов определяются работающие участки пьезопластин. Во избежание пробоя по краям пластины часто оставляют неметаллпзпрованную полоску. Присоединенная масса металлических электродов смещает резонансную частоту пьезопластины, что особенно заметно на высоких частотах (20—30 МГц). [c.179]

В дефектоскопии в подавляющем большинстве случаев применяют пьезопластины, поляризованные по толщине. Для простоты приведенные в табл. 7 характеристики пластин из пьезоматериалов представлены как скалярные величины, хотя в действительности они являются компонентами тензоров. [c.215]

Из пьезоматериалов наибольшее применение получила пьезокерамика цирконат-титанат свинца (ЦТС). Кварц применяют, если необходимо обеспечить высокостабильные изменения. Метаниобат свинца имеет низкую механическую добротность, и его можно применять без демпфера. Кроме того, у него очень малы радиальные колебания, являющиеся источником помех. Ниобат лития имеет высокую температуру точки Кюри (1160 °С). [c.216]

Пьезотастина обычно имеет толщину, равную половине длины волны ультразвука в пьезоматериале на рабочей частоте. Противоположные поверхности пьезопластины покрыты металлическими (обычно серебряными) электродами для приложения электрического поля. Во избежание пробоя область по краям пластины не [c.217]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...