О свойствах П. к. см. в статьях Пьезоэлектрические материалы , Пьезоэлектричество.
Лит.: Глозман И. А., Пьезокерамика, М., 1967; Смажевская Е. Г., Фельдман Н. Б., Пьезоэлектрическая керамика, М., 1971.
Пьезоэлектрические материалы
Пьезоэлектри'ческие материалы,кристаллические вещества с хорошо выраженными пьезоэлектрическими свойствами (см. Пьезоэлектричество ), применяемые для изготовления электромеханических преобразователей: пьезоэлектрических резонаторов, пьезоэлектрических датчиков , излучателей и приёмников звука и др. Основными характеристиками П. м. являются: 1) коэффициент электромеханической связи
, где d — пьезомодуль, Е — модуль упругости, e — диэлектрическая проницаемость (в анизотропных П. м. все эти и нижеследующие величины — тензорные); 2) величина k 2 I tgd, определяющая кпд преобразователя (d — угол диэлектрических потерь); 3) отношение механической мощности пьезоэлемента на резонансной частоте к квадрату напряжённости электрического поля в нём; определяется величиной ( dE ) 2; 4)
и
определяют чувствительность приёмника звука соответственно в области резонанса и на низких частотах ( с зв — скорость звука в П. м.). В табл. приведены характеристики некоторых наиболее распространённых П. м. К П. м. в зависимости от назначения предъявляются специальные требования: высокая механическая и электрическая прочности, слабая температурная зависимость характеристик, высокая добротность, влагостойкость и т.д.
Основные характеристики наиболее распространенных пьезоэлектрических материалов при температуре 16—20 °С
|
Плот- ность, r кг/м 3 |
Ско- рость звука, С зв , 10 3 м/сек |
Диэлект- рическая проницаемость, e |
Пьезо- модуль, d, 10 12 к/н |
Тангенс угла диэлект- рических потерь, tg d×10 2 |
Коэф- фициент электро- механи- ческой связи k |
k 2 /tgd |
Примеча- ние |
Кварц |
2,6 |
5,47 (11) |
4,5 (11) |
2,31 (11) |
< 0,5 |
0,095 |
>0,4 |
срез x |
Дегидрофосфат аммония (АДР) |
1,8 |
5,27 (33) |
21,8 |
24 (36)/2 |
< 1 |
0,3 |
>8 |
срез 45° |
Сульфат лития |
2,05 |
4,7 (33) |
10,3 (22) |
18,3 (22) |
< 1 |
0,37 |
>10 |
относите- льно оси z |
Сегнетова соль |
1,77 |
3,9 (22) |
250 (11) |
172 (14)/2 |
> 5 |
0,67 |
<13 |
срез у |
Сульфонодид сурьмы |
5,2 |
1,5 (33) |
1000 (33) |
 |
5—10 |
0,8 (33) |
9 |
срез 45° относите- льно оси x; вещество при T > 55 °С распада- ется |
Пьезокерамика |
Титанат бария (ТБ—1) |
5,3 |
 |
1500 |
 |
2—3 |
 |
 |
данные фирмы Кливайт (США) |
Титанат бария кальция ТБК—3) |
5,4 |
 |
1180 |
 |
1,3; 4,0 |
 |
 |
Группа цирконата — титаната свинца ЦТС—23 |
7, 4 |
 |
1100 |
 |
0,75—2,0 |
 |
 |
ЦТБС—3 |
7,2 |
 |
2300 |
 |
1,2—2,0 |
 |
 |
ЦТСНВ—1 |
7,3 |
 |
2200 |
 |
1,9—9,5 |
 |
 |
PZT—5H |
7,5 |
 |
3400 |
 |
2,0—3,0 |
 |
 |
PZT—8 |
7,6 |
 |
1000 |
 |
0,4—0,7 |
 |
 |
Примечание. Цифры в скобках у монокристаллов определяют индексы соответствующих тензорных характеристик, например: (36)/2 означает
d 36 . Для пьезокерамики верхние значения постоянных имеют индексы (11) или (31), а нижние (33), величины d 31< 0, d 33> 0 . Значения tgd для кристаллов даны для поля < 0,05 кв / см ; для пьезокерамики tgd даётся в интервале 0,05 кв / см £ E < 2 кв / см. Данные для отечественной пьезокерамики даны на основании ГОСТ 18 927—68.
Читать дальше