Пьезоэлектрики

Пьезоэлектрики – вещества, у которых под действием механических напряжений возникает поляризация (прямой пьезоэффект) и под действием электрического поля изменяются размеры (обратный пьезоэффект).

К пьезоэлектрикам относятся поляризованные сегнетоэлектрики с остаточной поляризацией, а также кристаллы, не имеющие центра симметрии. В основе пьезоэффекта лежит смещение ионов в кристаллической решетке при упругой деформации. Пьезоэффект анизотропен и характеризуется пьезомодулем – зарядом, который появляется на поверхности пластин пьезоэлектрика под действием единичной силы. От пьезоэлектриков требуются высокие значения пьезомодуля и малые потери. Известно более 1000 веществ, обладающих пьезоэлектрическими свойствами. Однако практическое применение в пьезотехнике находят ограниченное количество материалов. Важное место среди них занимает монокристаллический кварц, из которого вырезают пластины с нужной для получения высоких характеристик кристаллографической ориентацией.

Кварцевые резонаторы представляют собой полированные кварцевые пластинки с электродами и держателем, имеющими очень малый tgd и высокую механическую добротность (малые механические потери). Механическая добротность обратна tgd и может достигать значений 10⁶…10⁷. Эквивалентная схема кварцевого резонатора представляет собой параллельный колебательный контур второго рода с очень низким сопротивлением потерь (рис. 21). Преимущество пьезокерамики перед монокристаллами – возможность изготовления активных элементов сложной формы и любого размера. Пьезокерамика применяется для изготовления малогабаритных микрофонов, телефонов, детонаторов, датчиков давления, деформации, ускорения, вибрации, пьезорезонансных фильтров, линий задержки, пьезотрансформаторов, звукоснимателей (диапазон рабочих частот до 13000 Гц) и др.

Дата добавления: 2015-07-19