Пьезоэлектрики

Материалы с сильно выраженным пьезоэлектрическим эффектом – поляризацией диэлектриков под действием механических напряжений. Явление открыто в 1880 году братьями Кюри.

Q=d∙F;

где d – пьезомодуль, значение которого может составлять до 10^-10 Кл/Н

Эффект обратим – изменяя Е, изменяются геометрические размеры пьезоэлектрика.

1. Ими могут быть либо ионные, либо сильно поляризованное диэлектрики.

2. Второе условие – отсутствие центра симметрии в структуре диэлектрика.

3. Третье условие – высокое удельное сопротивление материала.

Известно более 1000 пьезоэлектриков. Однако чаще всего используется монокристаллический кварц ( - кварц, устойчив до 573^оС). Это – горный хрусталь. Атомы Si в структуре кварца располагается по винтовой линии. Кроме кварца используется Li₂SO₄, сегнет. соль, NH₄H₂PO₄, LiNO₃, LiTaO₃.

Большое распространение для изготовления активных элементов большого размера и сложной формы получила пьезокерамика (поляризованная сегнетокерамика) - PbZrO₃ – PbTiO₃ (цилиндры гидролокатора, микрофоны, ультразвуковые генераторы, телефоны, детонаторы для оружия и поджига газовых смесей).

Плоскопараллельная кварцевая пластина с электродами – пьезоэлектрический резонатор, т.е. колебательный контур с определенной частотой колебания. Добротность 10⁶-10⁷. Используется как высокочувствительный детектор газоанализоторов.