Материалы для пьезоэлектрических преобразователей

Из огромнейшего числа пьезоматериалов лишь немногие нашли промышленное применение. Основные причины – слабый пьезоэффект, малая механическая прочность. Из монокристаллов наиболее известен кварц. В технологических преобразованиях почти не применяется из-за малого пьезоэффекта, и возрастания электрических напряжений, необходимых для реализации пьезоэффекта, ограничены размеры монокристалла. Для технологических целей наибольшее распространение получили преобразователи на основе пьезокерамики. Большинство составов пьезокерамики основано на химических соединениях с общей формулой АВО3 (например, титанат бария BaTiO3). Изготавливают пьезокерамику подобно обычной керамике горячим прессованием или литьем под давлением. Далее ее поляризуют в постоянном электричеком поле с величиной напряжения 0.5-3.0 кВ/м, при одновременном нагревании для увеличения подвижности доменов. Пьезокерамике свойственно старение, то есть изменение ее параметров со временем.

Основные преимущества пьезокерамики:

Высокий пьезомодуль, высокая диэлектрическая проницаемость, сравнительно высокие значения электрической и механической прочности. Доступность и дешевизна сырья. Возможность изготавливать пьезоэлементы различной формы и размеров: цилиндры, пластины, части сферы, кольца и т.д.

Преобразователи из пьезокерамики имеют сравнительно низкое входное сопротивление, поэтому для ее возбуждения требуется сравнительно малые электрические напряжения.

Основными параметрами и характеристиками пьезокерамик, определяющими их использование в технологических преобразователях, являются: пьезомодуль d33, диэлектрическая проницаемость ε, модуль Юнга Е, тангенс диэлектрических потерь tg δ и коэффициенты определяющие зависимость этих параметров от температуры.

Для изготовления технологических пьезоэлектрических преобразователей в настоящее время наиболее широко используется пьезокерамика на основе твердых растворов титаната свинца и цирконата свинца – сокращенно ЦТС.

По сравнению с титанатом бария керамика ЦТС имеет более высокую точку Кюри (330 0С), большие пьезомодули (в несколько раз), меньшие диэлектрические потери в сильных электрических полях, большую удельную электрическую мощность и механическую прочность.

Пьезокерамика ЦТС делится на классы:

1. Керамика для изготовления высокочувствительных элементов, работающих в режиме приема или излучения (ЦТС-19);

2. Керамика для изготовления пьезоэлементов, работающих в режиме приема или излучения в условиях сильных электрических полей и напряжений (ЦТС-23, ЦТС-24);

3. Керамика для изготовления пьезоэлементов, обладающих повышенной пьезоэлементов стабильностью частотных характеристик в заданном интервале температур и времени (ЦТС-22).

В зависимости от интервала рабочих температур пьезокерамика делится на категории:

I. От -60 до +60 0С

II. От -60 до +85 0С

III. От -60 до +150 0С

IV. От -60 до +200 0С

V. От -60 до +250 0С

VI. От -60 до +300 0С

 

 






Дата добавления: 2016-12-16; просмотров: 1847; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2022 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.018 сек.