Pezoelektriklar
REJA:
1.Pezoelektrikning fizik xodisalari 2.Pezoelektrik turlari 3.Pezoelektrik xususiyatlari va qo’llanishi
Pyezoelektriklar - bu aniq piezoelektrik effektga ega dielektriklar. Pyezoelektrik hodisa 1880-1881 yillarda kashf etilgan va o'rganilgan. mashhur frantsuz fiziklari Per va Pol-Jak Kyuri. 40 yildan ortiq vaqt davomida piezoelektrik fizik laboratoriyalarning mulki bo'lib, amaliy qo'llanilishini topmadi. Faqat Birinchi jahon urushi paytida frantsuz olimi Pol Langevin ushbu hodisadan suv ostidagi joylashuvni aniqlash uchun kvarts plastinkasi bo'lgan suvda ultratovushli tebranishlarni yaratish uchun foydalangan ("echo sounder"). Shundan so'ng bir qator fiziklar kvarts va boshqa ba'zi kristallarning pyezoelektrik xossalari va ularning amaliy qo'llanilishini o'rganishga qiziqish bildirishdi. Ularning ko'plab asarlari orasida bir nechta juda muhim ilovalar mavjud edi. Shunday qilib, masalan, 1915 yilda S. Battervort elektr maydoni va elektr zaryadlari o'rtasidagi o'zaro ta'sir tufayli qo'zg'alishni oladigan bir o'lchovli mexanik tizim sifatida kvarts plitasini sig'im, indüktansning ekvivalent elektr zanjiri sifatida ko'rsatish mumkinligini ko'rsatdi. va rezistor ketma-ket ulangan.
Kvars plitasini tebranish davri sifatida taqdim etgan Buttervort birinchi bo'lib kvarts rezonatorining ekvivalent sxemasini taklif qildi, bu kvarts rezonatorlari bo'yicha keyingi barcha nazariy ishlarning asosini tashkil etdi. Kvarts rezonatori Piezoelektrik effekt to'g'ridan-to'g'ri yoki teskari bo'lishi mumkin. To'g'ridan-to'g'ri piezoelektrik effekt dielektrikning elektr polarizatsiyasi bilan tavsiflanadi, bu unga tashqi mexanik kuchlanish ta'sirida yuzaga keladi, dielektrik yuzasida induktsiya qilingan zaryad esa qo'llaniladigan mexanik kuchlanishga mutanosibdir: Tashqi mexanik stress ostida zaryadlash Teskari piezoelektrik effekt bilan hodisa teskari yo'l bilan namoyon bo'ladi - dielektrik unga qo'llaniladigan tashqi elektr maydoni ta'sirida o'z o'lchamlarini o'zgartiradi, mexanik deformatsiyaning kattaligi (nisbiy deformatsiya) kuchiga mutanosib bo'ladi. namunaga qo'llaniladigan elektr maydoni: Mexanik deformatsiyaning miqdori Ikkala holatda ham mutanosiblik koeffitsienti pyezoelektrik modul d. Xuddi shu piezoelektrik uchun to'g'ridan-to'g'ri (dpr) va teskari (drev) piezoelektrik effekt uchun piezoelektrik modullar bir-biriga teng. Shunday qilib, piezoelektriklar qaytariladigan elektromexanik o'zgartirgichlarning bir turi hisoblanadi.
Piezo zajigalka Uzunlamasına va ko'ndalang piezoelektrik effekt Namuna turiga qarab piezoelektrik effekt uzunlamasına yoki ko'ndalang bo'lishi mumkin. Uzunlamasına piezoelektrik effekt bo'lsa, deformatsiyaga javoban zaryadlar yoki tashqi elektr maydonining ta'siriga javoban deformatsiyalar boshlash harakati bilan bir xil yo'nalishda paydo bo'ladi.
Transvers piezoelektrik effekt bilan zaryadlarning paydo bo'lishi yoki deformatsiya yo'nalishi ularni keltirib chiqaradigan harakat yo'nalishiga perpendikulyar bo'ladi. Uzunlamasına va ko'ndalang piezoelektrik effekt Agar o'zgaruvchan elektr maydoni piezoelektrikda harakat qila boshlasa, unda bir xil chastotadagi o'zgaruvchan deformatsiya sodir bo'ladi. Agar pyezoelektrik effekt uzunlamasına bo'lsa, u holda deformatsiyalar qo'llaniladigan elektr maydoni yo'nalishi bo'yicha siqilish va taranglik xarakterida bo'ladi va agar u ko'ndalang bo'lsa, u holda ko'ndalang to'lqinlar kuzatiladi. Agar qo'llaniladigan o'zgaruvchan elektr maydonining chastotasi piezoelektrikning rezonans chastotasiga tenglashtirilsa, mexanik deformatsiyaning amplitudasi maksimal bo'ladi. Namunaning rezonans chastotasini formula bilan aniqlash mumkin
(V - mexanik to'lqinlarning tarqalish tezligi, h - namunaning qalinligi): rezonans chastotasi Pyezoelektrik materialning eng muhim xarakteristikasi elektromexanik bog'lanish koeffitsienti bo'lib, u mexanik tebranishlar kuchi Pa va namunaga ta'sir qilish orqali ularni qo'zg'atishga sarflangan Pe elektr quvvati o'rtasidagi nisbatni ko'rsatadi.
Ushbu koeffitsient odatda 0,01 dan 0,3 gacha bo'lgan qiymatni oladi. Elektromexanik ulanish koeffitsienti Pyezoelektriklar simmetriya markazi bo'lmagan kovalent yoki ionli bog'lanishga ega bo'lgan materialning kristalli tuzilishi bilan tavsiflanadi. Kam o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan materiallar, ularda juda oz miqdorda bepul zaryad tashuvchilar mavjud, ular yuqori piezoelektrik ko'rsatkichlar bilan ajralib turadi. Piezoelektriklar barcha ferroelektriklarni, shuningdek, ma'lum materiallarning ko'pligini, shu jumladan kvartsning kristalli modifikatsiyasini o'z ichiga oladi. Yagona kristalli piezoelektriklar Pyezoelektriklarning ushbu sinfiga ionli ferroelektriklar va kvartsning kristalli modifikatsiyasi (beta-kvarts SiO2) kiradi.
Yagona kristalli piezoelektrik Beta-kvarts monokristal yon tomonlarida ikkita piramidaga ega bo'lgan olti burchakli prizma shakliga ega. Keling, bu erda bir nechta kristallografik yo'nalishlarni ajratib ko'rsatamiz. Z o'qi piramidalarning tepalaridan o'tadi va kristallning optik o'qi hisoblanadi. Agar shunday kristalldan plastinka shu o'qqa (Z) perpendikulyar yo'nalishda kesilsa, u holda piezoelektrik effektni olish mumkin emas. X o'qini chizib o'tkazing
