Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Кристаллы ииобата лития, танталата лития, гермаиа-та свинца применяются в УЗ-техиике в области СВЧ-диапазона (вплоть до ГГц) и в акустоэлектронике благодаря чрезвычайно малому затуханию в иих акустич. волн, как объёмных и сдвиговых, так и поверхностных.
Они используются в акустооптике. Для пьезополупроводниковых преобразователей в линиях задержки п др. устройствах акустоэлектроники используются сулі^шд кадмия, оксид циика, арсеиид галлия и др. пьезополупроводиики.
К пьезополимерам относят как поливинилиденфторид (ПВДФ) и сополимеры на его основе, так и пьезоэлек-трнч. композиционные материалы (пьезокомповиты). Материалы иа основе ПВДФ выпускаются в виде плёнок толщиной от 10 мкм до 1 мм и более, металгіизован-ных и поляризованных по толщине. Пьезокомпоаит может иметь структуру в виде пористого каркаса пьеао-керамики. пропитанного полимером, или чавце в внде частиц пьезокерамики (порошка, тонких стерженьков), распределённых в полимере. П. м. иа основе полимеров обладают высокой пьезоэлектрич. эффективностью, эластичностью и рядом техиол. преимуществ.
Пьезоэффект в полимерах возникает в результате неоднородного распределения зарядов, прн статич. электризации, полимеризации и др. (тип I), а также вследствие ориентации диполей в полярных полимерах при мехаиич. деформировании (тип II), в биополимерах (тип III), при поляризации в электрич. поле (тип IV, электреты), в результате спонтанной поляризации в таких высокополярных полнкристаллич. полимерах (тип V), как, напр., ПВДФ, полиамиды, сегнетоэлектрич. стёкла и др.
В полимерах типа IhII пьезоэлектрич. коэф. d обычно невелики [Ar33- (0,1-0,5)-10-12 Кл-Н-1]; в материалах типа III н IV оии достигают более высоких значений [до е?33 = (1—2)-IO-12 Кл-Н-1]; в материалах типа V —[до с?33 — 40-IO-12 Кл-Н-1].
Среди пьезокомпозитов наиб, распространены материалы на основе порошка тнтаиата свинца, распределённого в полимере, из-за значит, величины объёмного пьезомодуля (dv = 30-10^18 Кл/Н) при достаточно простой технологии изготовления.
Jlum.: M ата ушек И,, Ультразвуковая техника, пер. с нем., М., 1962; Физическая акустика, под ред, У. Мэзона, пер. с англ.. т. 1, ч. А, М., 1966; Смажевская Е. Г., Фельдман Н. Б., Пьезоэлектрическая керамика, пер. сангл., М., 1971; Ультразвуковые преобразователи, пер. с англ., М., 1972; Яффе Б., Кук У., Яффе Г., Пьезоэлектрическая керамика, пер. с англ., М., 1974; Newnham В, Е. и др., Connectivity and piezoelectric — pyroelectric composites, «Mat, Res. Bull.», 1978, v. 13, JMe 5, p. 525; Powers J. M., An emerging hydrophone technology, «JEEE Trans. Eas con’s».
1979. v. 27 CH; Tiny R. T., Evaluation of new piezoelretrik composites for hydrophone, «Ferroelectric^», 1986, v. 67; Monroe D.-L,, Blum J. B., Safari A., SoJ-gel derived PbTiOs — polymer piezoelectric composites, «Ferroelpctrics. Lett, section», 1986, V. 5, p. 39. P. E. Пасынков.
ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ —
электромех анич. нли электроакустический преобразователь, действие к-рого основано на пьезоэлектрич. эффекте (см. Пъезоэлектрики). Осн. часть П. п. состоит из отдельных или объединённых в Группы, электрически н механически связанных друг с другом пьезоэле-меитов, т. е. изготовленных из пьезоэлектрика деталей простой геом. формы (стержень, пластинка, диск и т. п.) с нанесёнными на их поверхности электродами.
П. п. применяются в разл. областях техники (УЗ-технологии и дефектоскопии, гидролокации, радиовещании, виброметрнн, акустоэлектропике) в качестве излучателей и приёмников УЗ, элементов гидроакусти-
ческих антенн, микрофонов и гидрофонов, пьезоэлеитрич. трансформаторов, резонаторов, фильтров и др. Соответственно этому весьма широк диапазон рабочих частот П. п.— от единиц Гц в сейсмнч. исследованиях до ГГц в акустоэлектронике. В зависимости от назначения и диапазона рабочих частот в П. п. используются разл. пьезоэлектрики. Наиб, широкое распространение в УЗ-техннке и гидроакустике получили П. п. из пьезокерамики, в акустоэлектронике — пьезоэлектрич. и пьезополупроводниковые моиокристаллич. П. п. Пьезоэлектрич. преобразователи — излучатели, вибраторы, пьезорезонаторы — используются в узком диапазоне частот вблизи резонанса нх механич. системы, а П. п.— приёмники — как на резонансе, так и в широком диапазоне частот вне резонанса. В зависимости от диапазона частот, назначения и условий работы применяются П. п. разл. типов. В области высоких частот (> 100 кГц) препм. используют П. п. в виде оболочек и пластин, совершающих колебания по толщине, на частотах выше 10 МГц и в диапазоне ГГц — спец. П. п. в виде тонких пластин илн плёнок из пъезо-полупроводников, при резонансных рабочих частотах 40—100 кГц — стержни, совершающие продольные колебания. В качестве излучателей н приёмников звука часто применяют П. п. в виде пьезокерамич. цилиндров с использованием поперечного н продольного пьезоэффекта. В области частот ниже 5—10 кГц используют П. п. в виде биморфиых пластпи, совершающих поперечные нзгибиые илн крутильные колебания. Свойства таких П. п. существенно зависят от условии закрепления пластин. П. п. в виде полых пьезоке-рамнч. сфер применяются как широкополосные, ненаправленные гидрофоны. Используются также т. н. пьезокомпозиты и пьезополимеры (гл. об р. для приёмников звука).
