Материалы пьезокерамические

Материалы пьезокерамические. Методы испытаний. ГОСТ 12370-80. [c.550]

Пьезокерамические материалы в зависимости от назначения делят на четыре класса. [c.558]

В табл. 23.26 приведены параметры некоторых промышленных пьезокерамических материалов. Их подразделяют на три типа [c.558]

Таблица 23.26. Характеристики промышленных пьезокерамических материалов [20]

Основные свойства пьезокерамических материалов [c.162]

Методами металлокерамической технологии создаются многие современные материалы с особыми физическими свойствами — магнитострикционные материалы, сегнетоэлектрики (ГОСТ 22265—76), пьезокерамические материалы (ГОСТ 13927-74 ), контакты (ГОСТ 13333-75 ) и др. [c.210]

Пьезокерамические материалы на основе сегнетоэлектриков, заменив малоэффективные и дорогостоящие пьезоэлектрические материалы в виде искусственных и природных кристаллов, нашли широкое применение в различных отраслях техники. [c.310]

Расширение областей применения пьезокерамики приводит к разнообразию и увеличению числа требований к пьезокерамическим материалам в зависимости от их конкретного применения. [c.310]

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]

При использовании пьезокерамических материалов в той или иной отрасли техники следует обращать внимание не только на основные параметры материала, но и на специальные параметры, характеризующие область применения, а именно, материалы для электромеханических преобразователей или для фильтров, или для датчиков и т. д. [c.311]

Для стабильных пьезокерамических материалов, используемых при изготовлении резонаторов фильтров, решающим фактором является временная и температурная стабильность частоты. [c.311]

Немаловажными общими требованиями к любым составам пьезокерамических материалов являются требования технологичности изготовления. Даже немногие из сотен исследованных составов являются сложными в производстве, а подавляющее большинство составов в промышленном производстве невозможны. Необходимо, чтобы разработанные составы пьезокерамики были [c.311]

Следует учитывать также при проектировании пьезоэлементов, что большое влияние на их свойства могут оказывать выбор типа колебаний, конструкции устройства, армировки и многие другие причины. В заключение следует отметить, что пьезокерамические материалы по своей эффективности, простоте и экономичности — изготовления из них пьезоэлементов имеют большое преимущество по сравнению со всеми другими пьезоэлектрическими материалами. В зависимости от требований, предъявляемых к материалу, его свойства можно широко варьировать путем введения различных добавок. [c.324]

На основе системы ЦТС разработано большое количество пьезокерамических материалов, содержащих ту или иную добавку или их комбинацию. Большое практическое применение получил материал ЦТС-19 с добавкой пятиокиси ниобия. [c.203]

Аналогичные экспериментальные работы были выполнены и для прямоугольных пластин. Ряд работ относится к существенно анизотропным материалам [145, 244]. Очень удобными для постановки экспериментов в этой области являются пьезокерамические материалы [39, 245]. В случае поляризации по толщине в рамках модели плоского напряженного состояния анизотропия таких материалов не проявляется. [c.185]

Таблица 5.6. Пьезокерамические материалы, используемые в трансформаторах

Искусственные пьезокерамические материалы [c.96]

Отличительной особенностью пьезокерамических материалов является очень большое значение диэлектрической проницаемости, обусловленное особенностями поляризации нелинейная зависимость заряда на поверхности материала от величины приложенного напряжения (у обычных керамических диэлектриков такой зависимости не наблюдается) зависимость поляризации от температуры и проявление пьезоэлектрических свойств только до определенного значения температуры. Температуру, при которой пьезоэлектрические свойства исчезают, называют точкой Кюри. [c.300]

В настоящее время еще сравнительно молодая отрасль производства пьезокерамических материалов интенсивно развивается. Усилиями физиков и технологов изыскиваются новые керамические материалы, которые обладали бы высокой точкой Кюри и стабильными диэлектрическими свойствами. Такие материалы уже разработаны на основе применения различных титанатов, цирконатов, ниобатов и других соединений и их смесей. Точка Кюри может быть повышена до 600° С и более. Колебание свойств пьезокерамических материалов весьма чувствительно даже к незначительному изменению состава массы, химическому составу сырья. Благодаря этому, меняя состав масс при различном соотношении исходных материалов, получают пьезокерамические материалы с различным значением диэлектрической проницаемости и точкой Кюри. В то же время такая чувствительность материала к изменению свойств вызывает большие трудности в технологии их изготовления. [c.300]

В последнее время пьезокерамические материалы получили весьма широкое распространение в различных областях радиотехники и радиоэлектроники. Пьезоэлектрики служат для изготовления малогабаритных конденсаторов с большой удельной емкостью, различных преобразователей, применяющихся в микрофонах, звукоснимателях и приемниках ультразвука, датчиков давления и в дру- [c.300]

Свойства наиболее типичных пьезокерамических материалов промышленного изготовления приведены в табл. И. 46. [c.304]

В зависимости от назначения пьезокерамические материалы сог-гласно ГОСТ 13927—72 подразделяют на четыре класса. [c.234]

Промышленные пьезокерамические материалы, как правило, представляют собой твердые растворы, свойства которых, заданные для определенной области применения, получают путем подбора соотношения компонентов и введением модифицирующих добавок. Марки пьезокерамики обычно обозначают начальными буквами основных химических компонентов и порядковым номером например, для отечественных материалов используют следующие буквы Т — титан, Ц — цирконий, Н — ниобий, С — свинец или стронций, Б — барий, К — кальций, Л — лантан и т. д. ТБ означает титанат бария, ЦТС — цирконат-титанат свинца, НБС — ниобат бария-свинца. [c.235]

В подавляющем большинстве случаев преобразователь"" представляет собой резонансную систему, работающую на основном или более высоких резонансах. Амплитуды колебаний весьма малы — порядка 1 — 10 мкм, а их частоты лежат в диапазоне от 20 кГц, до 5 МГц и более. Для изготовления преобразователей, как правило, применяют пьезоактивные материалы в виде промышленной пьезокерамики или магнитострикционных материалов. Характеристики и свойства пьезокерамических материалов регламентированы стандартом (ГОСТ 13927—80. Материалы пьезокерамические. Технические требования и ГОСТ 12370—80. Методы испытаний). Очень [c.35]

Наибольшее распространение имеют пьезоэлектрические преобразователи, представляющие собой пластинку, изготовленную из монокристалла кварца или пьезокерамических материалов титанат бария, цирконат-титанат свинца и др. На поверхности этих пластинок наносят тонкие серебряные электроды и поляризуют их в постоянном электрическом поле. Излучаюшую пластинку монтируют в специальной выносной искательной головке, связанной с генератором коаксиальным кабелем. [c.195]

Пьезокерамические материалы являются поликристалличе-скими твердыми растворами титаната бария, цирконата тита-ната свинца и т. д., которые в исходном состоянии являются изотропными диэлектриками и не обладают пьезоэлектрическими свойствами. Такие текстуры будут обладать пьезоэффек-том в результате предварительной поляризации, которая осуществляется под действием сильного внешнего электрического поля при температуре ниже точки Кюри. Электрическое поле приводит к переориентации доменов в текстуре в направлении вдоль силовых линий поля, а предварительная поляризация появляется при снятии поля и охлаждении материала. Следует отметить, что направление поляризации является для поляризованной керамики осью симметрии бесконечного порядка, а пьезоэлектрические свойства будут наблюдаться в текстурах, принадлежащих группам симметрии оо, оот, оо2. [c.236]

Пьезокерамические материалы охватывают три основные группы титанат бария и его производные, ниобат барпя-свнпца (НБС) и цир-конат-титанат свинца (ЦТС) и его производные (табл. 11.2). [c.162]

Пьезокерамика применяется главным образом для изготовления электромеханических преобразователей (излучателей и приемников звуковых и ультразвуковых колебаний) в приборах и устройствах акустической и ультразвуковой техники. Вибротехника использует пьезокерамические элементы в качестве датчиков для измерения давлений, вибраций и ускорений. Радиотехника, электронная техника, вычислительная техника и многие другие отрасли широко исследуют возможности применения сегнетоке-рамических материалов в своих областях для изготовления фильтров, стабилизаторов, модуляторов, генераторов, диэлектрических усилителей, пьезотрансформаторов, накопительных элементов и т. д. [c.310]

В заключение следует отметить, что указанные пьезокерамические материалы, изготовляемые заводами, встречают большие затруднения как технологического, так и экономического порядка. Химические заводы, зачастую не соблюдая ГОСТов, выпускают сырьевые материалы неодинакового качества по примесям. Данное обстоятельство, а также высокие температуры окончательного обжига и несовершенство огнеупорной оснастки при синтезе и обжиге, особенно свинцовосодержащих составов, снижает качество и не обеспечивает воспроизводимости свойств у пьезокерамики и пьезоэлементов. [c.325]

Керамика кристаллическую основу которой в обоЖ женном виде представляют диоксид титана TiOj или ти-танаты щелочноземельных металлов, а также некоторые другие соединения с подобными им свойствами, объединена в один класс технической керамики по той причине, что все эти соединения обладают повышенным, высоким или даже сверхвысоким значением диэлектрической проницаемости по сравнению со всеми остальными керамическими материалами. Это отличительное свойство предопределяет их назначение в качестве материала для изготовления керамических конденсаторов и пьезоэлементов. Среди этого класса можно выделить группу материалов, обладающих сегнетоэлектрическими свойствами и применяемых для производства нелинейных конденсаторов — варикондов и пьезокерамических элементов. Особенности технологии изготовления этих материалов и их своеобразные свойства позволяют объединить их в отдельные группы. [c.185]

Титанат бария применяют главным образом для изготовления пьезокерамических элементов и керамических конденсаторов. Он является искусственным материалом, его синтезируют из ТЮг и ВаСОз. Так как ВаТЮз лишен свойств пластичности, при изготовлении изделий из него используют органические связки. Наибольшее применение при производстве изделий имеют способы прессования, протяжки и горячего литья под давлением. Обычная для этих методов технология имеет несколько специфических особенностей. Технология изготовления изделий из ВаТЮз двухстадийная. Первая стадия заключается в синтезе BaTiOg. Большое значение имеет соблюдение сте-хиометрического отношения Ba0 Ti02=l. При его нарушении в любую сторону диэлектрическая проницаемость и пьезоэлектрические свойства титаната бария ухудшаются. [c.199]

Полученные данные об особенностях форм колебаний диска в окрестности частоты толш нного резонанса могут стать основой для выбора формы электродов на плоских поверхностях пьезокерамического резонатора с целью повышения эффективности электромеханического преобразования. При этом, однако, возникают не только чисто вычислительные трудности, но и трудности, связанные с выбором материалов и технической реализации соответствующих устройств [133, 262]. [c.226]

Использование современных пьезокерамических материалов позволяет добиться коэффициента трансформации по напряжению более 1000, что обеспечивает получение выходных напряжений до 10 кВ. Помимо режима трансформатора напряжений эти устройства, успешно применяются и как трансформаторы тока. Авторами работы [48] принята следующая классификация пьезотрансформаторов по рабочей частоте 1) низкочастотные — на резонансную частоту /р<10 кГц, в том числе на промышленные частоты 1000, 400 и 50 Гц. В них используются низкочастотные пьезоэлементы, работаюш,ие на колебаниях изгиба, биморфные или многослойные, свободные или механически нагруженные для уменьшения рабочей частоты 2) среднечастотные — на диапазон /р=10—500 кГц, с однослойными или многослойными пьезоэлементами, работающими на продольных акустических колебаниях основной или высших мод 3) высокочастотные — на /р>500 кГц. В них используются тонкие пьезопластины на высших модах продольных акустических колебаний по ширине или многослойные конструкции, работающие на колебаниях вдоль толщины пьезоэлемента. [c.142]

Существующий уровень разработки пьезокерамических, сверхтвердых и износостойких материалов ограничивает в настоящее время применение пьезодвигателей мощностью до 10 Вт. Однако анализ параметров этих устройств по сравнению с электромагнитными двигателями близких назначений по данным табл. 5.7 однозначно указывает на существенную перспективность применения пьезодвигателей в современных электронных устройствах, включая системы автоматизации и бытовую технику. [c.145]

К числу наиболее эффективных керамических сегнето-электриков относятся пьезокерамические материалы системы ЦТС, представляющие собой твердые растворы цирконата свиица РЬ2гОз и титаната свинца РЬТЮз с малыми добавками некоторых трех- и пятивалентных элементов и частичным замещением свинца стронцием. [c.339]

Таким образом, прибор пригоден для измерения малых ускорений вибраций в сравнительно широком диапазоне частот и, что очень важно, обладает небольшим частотнонезависимым собственным сопротивлением в области инфразвука вплоть до нулевых частот. В этих отношениях он превосходит пьезоэлектрические акселерометры. Следует, однако, отметить, что нажим с помощью иглы создает очень большие местные напряжения в чувствительном элементе, из-за чего прибор выдерживает гораздо меньшие перегрузки, чем пьезоэлектрические акселерометры на основе пьезокерамических материалов, а также создает трудности сохранения неизменным начального поджатия. Получить в микрофонах усилие столь же большое, как и в акселерометрах, затруднительно, и условия работы контакта становятся менее благоприятными. [c.229]

Наиболее характерным и распространенным пьезокерамическим материалом является титанат бария ВаТЮд. Титанат бария получается искусственно путем синтеза двуокиси титана ТЮз и углекислого бария ВаСОд при температуре около 1400° С. Титанат бария изотропен и вследствие этого проявляет пьезоэлектрические свойства по всем направлениям точка Кюри 125°. [c.300]

Первые промышленные пьезокерамические материалы изготовлялись на основе титаната бария. Для повышения коэрцитивной силы и термостабильности в ТБ вводятся добавки около 5% aTiOg (керамика ТБК) или 8% СаТЮз и 12% PbTiOg (ТБКС). Коэффициент электромеханической связи этих составов невелик (0,2—0,3), а Гк = 120 -ь -i- 140° С, что ведет к нестабильности их параметров. [c.235]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...