Пьезоэлектрический эффект теория

Глубокое рассмотрение пьезоэлектрического эффекта с точки зрения молекулярной теории увело бы нас слишком далеко ). [c.63]

Некоторые теоретические замечания. Теория пьезоэлектрического эффекта изложена в ряде руководств . Здесь мы дадим лишь некоторые замечания, которые нам понадобятся в дальнейшем. [c.63]

В некоторых, редких случаях для иллюстрации обсуждаемых вопросов приводится краткая информация — уравнения и комментарии к ним —без подробного вывода и обсуждения метода их решения (теория тонких стержней Кирхгоффа — Клебша, теория связанной термоупругости, пиро- и пьезоэлектрического эффектов). [c.9]

Влияние давления на упругие свойства, а значит, и на резонансную частоту пьезоэлектрических резонаторов называют пьезоупругим эффектом. Теорией нелинейного пьезоупругого эффекта и выводом соответствующих дифференциальных уравнений занимались авторы работ [91, 92]. Они разрабатывали теорию применительно к кварцевым резонаторам со сдвиговыми колебаниями по толщине. Для относительного изменения резонансной частоты круглой пластины, ориентированной в прямоугольной системе координат так, как показано на рис. 4.21, было получено выражение [c.158]

Пьезоэлектрические материалы при деформировании электрически по-тя-ризуются (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 конструкции. Для описания свойств пьезоэлектрических материалов используют тензорные представления теории электроупругости. [c.90]

Обратимся теперь к пьезоэлектрическим приемникам звука, работающим следующим образом. Пусть на пластинку пьезокристалла в направлении одной из ее пьезоэлектрических осей падает звуковая волна при этом в пластинке возбуждаются механические колебания, приводящие к механическим деформациям, и в силу прямого пьезоэлектрического эффекта на перпендикулярных к оси X поверхностях пластинки возникают свободные электрические заряды. Знак этих зарядов, а также и напряжение, развиваемое на электродах при заданной их емкости, периодически изменяются с частотой звука. Таким образом, пьезоэлектрические приемники реагируют на переменное звуковое давление. Теория настроенных кристаллических приемников звука, работающих в поле плоских звуковых волн, приведена в работе Кэди [2593] ). [c.149]

Таким образом, общая теория рассматривает также пьезоэлектрические и ферромагнитные материалы, разрушение которых может существенно зависеть от внешних электромагнитных полей (и, наоборот, их разрушение должно сопровождаться существенным электромагнитным излучением). Указанные эффекты могут оказаться значительными и для обычных материалов при весьма большой плотности (и малой длительности) электромагнитных импульсов последнее, по-видимому, имеет место, например, при разрушении кристаллов рубина гигантским импульсом лазера. Эти эффекты могут оказаться существенными также при некоторых электрохими- [c.7]

Список работ по теории захвата энергии в пьезокерамических материалах с большим коэффициентом электромеханической связи весьма невелик [I], причем сами работы носят чисто теоретический характер и практически не дают рекомендаций по прикладным вопросам создания резонаторов такого типа. Во всех этих работах рассматрива-егсн только толщинно-крутильная (ТТ) мода колебаний сдвига по толщине, причем в работе [2] частоты среза ТТ-колебаний пластины получены при упрощающем допущении, справедливость которого не очевидна для пьезокерамических материалов с очень большим коэффициентом электромеханической связи, например для ЦТС-300 с К 5=0,71. Ори создании резонаторов из таких пьезокерамических материалов необходимо использование строгой математической модели эффекта захвата энергии колебаний сдвига по толщине с учетом в общем случае как массового нагружения, так и пьезоэлектрического взаимодействия. Разработке такой модели и посвящена настоящая статья. [c.87]

Проявление колебаний одновременно в спектре инфракрасного поглощения и в спектре комбинационного рассеяния света, т. е. отсутствие центра инверсии, означает, что кристалл является пьезоэлектрическим. Это эквивалентно также утверждению, что в кристалле должен наблюдаться линейный электрооп-тический эффект (эффект Поккельса). Хотя мы здесь и не собираемся проводить подробное обсуждение теории комбинационного рассеяния света в пьезоэлектрических кристаллах, основные новые эффекты можно достаточно просто рассмотреть на базе уже изложенной теории. Ограничимся обсуждением кубических пьезоэлектрических кристаллов, относящихся к точечной группе Гй. В кристаллах этого класса для полного описания электрооптического эффекта необходимо знать единственную электрооптическую постоянную. Напомним [35], что электро-оптический эффект состоит в модуляции оптической поляризуемости кристалла приложенным извне электрическим полем. Но в нащем рассмотрении роль приложенного , или внешнего , электрического поля выполняет макроскопическое поле сопровождающее длинноволновое дипольное оптическое колебание, взаимодействующее с собственным нолем. Поэтому линейный электрооптический эффект означает наличие тензорной свя-зц между макроскопическим электрическим полем и оператором [c.55]

Выше мы имели дело с пьезоэлектрическими диэлектриками или изоляторами, т. е. с материалами, которые так плохо проводят электрический ток, что могут с очень хорошей точностью рассматриваться как изоляторы. Некоторые пьезоэлектрические кристаллы, т. е. кристаллы, демонстрирующие эффект линейного электромеханического взаимодействия (из-за того что у них нет центра симметрии), являются полупроводниками. К ним относятся кристаллы германия (Ge), сульфида кадмия ( dS) и арсенида галлия (GaAs). Это означает, что в таких кристаллах может образоваться континуум из электрических зарядов (разных носителей заряда, дырок, дефектов и что такие кристаллы могут проводить электрический ток, если эти заряды не связаны. В простейшей феноменологической теории пьезоэлектрических полупроводников по-прежнему приходится иметь дело со взаимосвязанными механическими и электрическими определяющими уравнениями (4.3.21). Кроме того, нужно рассмотреть определяющее уравнение для электропроводности, учитывающее как омическую проводимость, так и диффузию зарядов в анизотропном кристалле. Например, можно положить [c.260]

АЭВ приводит к ряду нелинейных акустич. эффектов, к-рые особенно заметны в пьезополупроводниках к генерации акустич. гармоник и встречному вз-ствию УЗ волн, к-рое позволяет осуществлять свёртку, корреляцию и обращение во времени УЗ импульсов, что находит применение в устройствах акустоэлектроники. АЭВ объясняет эффект акустоэлектрического (фононного) эха и акустич. памяти . Неоднородное электрич. поле с частотой =0, возникающее прп встречном вз-ствии УЗ волн, приводит к перераспределению зарядов на примесных центрах, что позволяет записать и запомнить УЗ сигнал. Электрич. или УЗ импульс, приложенный к кристаллу, через нек-рое время считывает записанную информацию. Подобные эффекты для ПАВ наблюдаются в слоистых структурах пьезоэлектрик — ПП и находят применение в акустоэлектронике. фПустовойт в. и.. Взаимодействие электронных потоков с упругими волнами решетки, УФН , 1969, т. 97, в. 2, с. 257 Тру ЭЛ л р., ЭльбаумЧ., Ч и к Б., Ультразвуковые методы в физике твердого тела, пер. с англ., М., 1972 Г у р е вичВ.Л., Теория акустических свойств пьезоэлектрических полупроводников, ФТП , 1968, т. 2, Ха 11, с. 1557 Гуляев Ю. В.,К нелинейной теории усиления ультразвука в полупроводниках, ФТТ , 1970, т. 12, Гв. 2, с. 415. В. Е. Лямов. [c.18]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...