Физические основы, методы исследования и практическое применение пьезоматериалов

Читать фрагмент

книга

Физические основы, методы исследования и практическое применение пьезоматериалов

Автор: Владимир Головнин, Иван Каплунов, Ольга Малышкина, Борис Педько, Алена Мовчикова

Развитие технологий создания пьезоактивных материалов и их широкое внедрение в электронику требует своевременной научно-информационной и учебно-методической поддержки. Представляемая монография ставит целью рассмотрение как общих вопросов физики пьезо- и сегнетоактивных материалов, так и узконаправленных тем, посвященных специфике получения и практического применения изделий из пьзоэлектрической керамики и композиционных керамических гетероструктур. Описаны методики и экспериментальные установки по исследованию пьезокерамических материалов. Дана подробная классификация пьезокерамических преобразователей по использованию пьезоэлектрических эффектов. Книга будет полезна научным работникам, инженерам и технологам, занимающимся исследованием, разработкой и производством пьезокерамических материалов и изделий из них, а также студентам старших курсов и аспирантам физических, химических и технических специальностей.

Форматы: PDF

Серия: Мир материалов и технологий

Издательство: Техносфера

Год: 2013

Место издания: Москва

ISBN: 978-5-94836-352-3

Страниц: 272

Артикул: 41723

Электронная книга

249 ₽

Купить и скачать

Содержание

Содержание книги "Физические основы, методы исследования и практическое применение пьезоматериалов "

Предисловие

Глава 1. Введение в физику сегнетоэлектриков и пьезоэлектриков

1.1. Диэлектрики, пьезоэлектрики, пироэлектрики, сегнотоэлектрики

1.2. Электрострикция и пьезоэлектричество

1.3. Структура сегнетоэлектрических материалов

1.4. Процесс переполяризации сегнетоэлектриков. Домены

1.5. Кристаллохимия сегнетоэлектрических материалов

1.6. Дефектность кристаллов, нестехиометрия

1.7. Керамические материалы

Глава 2. Теория сегнетоэлектричества и пьезоэффекта

2.1. Физика сегнетоэлектрических материалов

2.1.1. Общее рассмотрение

2.1.2. Кооперативный эффект Яна-Теллера и сегнетоэлектричество

2.1.3. Феноменологическая теория сегнетоэлектричества. Термодинамические функции

2.2. Физика пьезокерамических материалов

2.2.1. Электрическое поле и электрическая индукция

2.2.2. Упругие постоянные

2.2.3. Уравнения пьезоэффекта

2.2.4. Коэффициенты электромеханической связи

2.3. Поиск оптимальных ориентаций монокристаллических пьезоэлектрических срезов

2.3.1. Введение

2.3.2. Примеры анизотропных эффектов и свойств твердого тела, описываемых тензорами

2.3.3. Идея оптимизации кристаллических срезов для проявления физических эффектов, описываемых тензорами

2.3.4. Пьезоэлектрический эффект

2.3.5. Анизотропия пьезоэлектрического эффекта

2.3.6. Необходимость создания универсального метода оптимизации

2.3.7. Методика решения задачи оптимизации пьезоэлектрических срезов

2.3.8. Ориентации кристаллических срезов с максимальным значением искомого пьезомодуля для всех типов пьезоэлектрического эффекта

2.3.9. Изменение оптимальных и эффективных ориентаций кристаллических срезов

2.3.10. Проекции указательных поверхностей продольного пьезоэлектрического эффекта растяжения-сжатия для ряда кристаллов

Глава 3. Пьезоэлектрическая керамика

3.1. Пьезокерамические материалы: определение, классификация

3.2. Фазовая диаграмма системы цирконата-титаната свинца и морфотропная область

3.3. Фазовая диаграмма системы цирконата-титаната свинца и свойства составов

3.3.1. Влияние модификаторов

3.3.2. Фазовая диаграмма системы Pb(TiₓZr₁₋ₓ)O₃ и свойства составов

3.4. Релаксорная и электрострикционная керамики

3.5. Композиты на основе пьезокерамики

3.6. Производство пьезокерамики

3.6.1. Технологический процесс и зависимости параметров пьезоэлементов

3.6.2. Исходное сырье

3.6.3. Смешение-измельчение порошков исходного сырья

3.6.4. Синтез пьезокерамических материалов

3.6.5. Формообразование и спекание

3.6.6. Механическая обработка

3.6.7. Металлизация

3.7. Поляризация пьезоэлектрической керамики

3.7.1. Доменная структура пьезокерамики

3.7.2. Внешние воздействия и внутренние процессы при поляризации пьезокерамики

3.7.3. Методы поляризации пьезокерамики

Глава 4. Методы исследования пьезоматериалов

4.1. Измерения спонтанной поляризации

4.1.1. Метод Сойера-Тауера

4.1.2. Метод графического интегрирования пиротока

4.2. Пироэлектрические методы исследования

4.2.1. Oбщий подход

4.2.2. Динамический метод

4.2.3. Восстановление профиля поляризации сегнетоактивных материалов

4.3. Измерения пьезоэлектрических характеристик

4.3.1. Диэлектрические измерения

4.3.2. Oпределение пьезоэлектрических и упругих коэффициентов

4.3.3. Физические основы резонансных методов

4.3.4. Практическая реализация резонансных методов

4.3.5. Oпределение пьезомодуля d₃₃ в статическом режиме

4.3.6. Oпределение пьезомодуля d₃₃ в квазистатическом режиме

4.3.7. Погрешности измерения

Глава 5. Применение пьезокерамики

5.1. Oбласти применения пьезокерамики при использовании прямого пьезоэффекта

5.2. Области применения пьезокерамики при использовании обратного пьезоэффекта

5.3. Пьезокерамические изделия с последовательным использованием обратного и прямого пьезоэффектов

5.4. Применение устройств на основе пьезокерамики в современных и будущих автомобилях

5.5. Медицинская техника

5.6. Сегнето- и пьезоэлектрические свойства оптически прозрачной пьезокерамики

5.7. Композиты на основе пьезоэлектрической керамики

5.8. "Разумные системы" на основе пьезоэлектрической керамики

5.9. Пьезокерамика в нанотехнологии и микросистемной технике

5.9.1. Изделия на основе сегнетокерамических пленок

5.9.2. Туннельный микроскоп

5.9.3. Атомно-силовой микроскоп

5.9.4. Магнитно-силовой микроскоп

5.10. Классификация пьезокерамических преобразователей

Литература

Предметный указатель

Отрывок из книги

1.4. Процесс переполяризации сегнетоэлектриков. Домены23Рис. 1.8.Температурные зависимости:а— спонтанной поляризации;б— диэлек-трической проницаемостианалогичным образом, и при напряженности поля, равной коэрцитивной,поляризация кристалла будет равна нулю. Далее с изменением напря-женности внешнего поля зависимость поляризации от внешнего поля дляполидоменного образца будет выражаться петлей гистерезиса.Отметим, что рассмотрение кривой зависимости спонтанной поляриза-ции от напряженности внешнего электрического поля для полидоменногокристалла почти полностью применимо для полидоменного поликристал-лического сегнетоэлектрика.Итак, к основным характерным особенностям сегнетоэлектрическихкристаллов можно отнести:1.Наличие спонтанной поляризации~Ps=P∆V~pi/∆Vв определенномдиапазоне температур, ограниченном температурой Кюри. Температур-ная зависимость спонтанной поляризации~Psот температурыTвблизиточки КюриTксегнетоэлектрика приведена на рис. 1.8,а.2. Наличиегистерезисной зависимости поляризацииPот поляE.Типичная петля диэлектрического гистерезисаP(E)приведена на рис. 1.6.3. Наличиехарактерной температурной зависимости диэлектриче-ской проницаемостив полярной фазе (рис. 1.8,б). Вблизи точки Кю-риTкзначения относительной диэлектрической проницаемости достигаютогромных величин, вплоть до104–105, как это показано на рис. 1.8,б, гдемаксимум соответствует точке КюриTк.4.Фазовые переходы при температуре Кюри. На этой особенности мыостановимся ниже, при рассмотрении структуры сегнетоэлектриков.5.Наличие доменной структурыпри температурах нижеTк. Струк-

Внимание!
При обнаружении неточностей или ошибок в описании книги "Физические основы, методы исследования и практическое применение пьезоматериалов (автор Владимир Головнин, Иван Каплунов, Ольга Малышкина, Борис Педько, Алена Мовчикова)", просим Вас отправить сообщение на почту help@directmedia.ru. Благодарим!

Физические основы, методы исследования и практическое применение пьезоматериалов

Содержание

Отрывок из книги

С книгой "Физические основы, методы исследования и практическое применение пьезоматериалов" читают