Большая Советская Энциклопедия (ПЬ) - [3]
Основные характеристики наиболее распространенных пьезоэлектрических материалов при температуре 16—20 °С
| Плот- ность, r кг/м>3 | Ско- рость звука, С>зв, 10>3м/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
П. м. могут быть разбиты на: монокристаллы, встречающиеся в виде природных минералов или искусственно выращиваемые (кварц, дигидрофосфаты калия и аммония, сегнетова соль, ниобат лития, силикоселенит и германоселенит и др.), и поликристаллические сегнетоэлектрические твёрдые растворы, подвергнутые после синтеза поляризации в электрическом поле (пьезокерамика). Из П. м. первой группы применяются лишь некоторые кристаллы, например кварц, обладающий большой температурной стабильностью свойств, механической прочностью, малыми диэлектрическими потерями и влагостойкостью. Недостатки — сравнительно слабый пьезоэффект, малые размеры кристаллов, трудность обработки. Используется главным образом в пьезоэлектрических фильтрах и стабилизаторах частоты (см. Кварцевый генератор); в лабораторной технике применяются кварцевые излучатели и приёмники ультразвука. Дигидрофосфат аммония — искусственно выращиваемый сегнетоэлектрический кристалл, химически стоек, до точки плавления (Т>пл = 130 °С) обладает сравнительно сильно выраженным пьезоэффектом и малой плотностью, однако недостаточно механически прочен. Кристаллы сегнетовой соли (выращиваемые до больших размеров) имеют высокие значения характеристик, определяющих чувствительность приёмника звука. Малая влагостойкость, низкая механическая прочность, а также сильная зависимость свойств от температуры (из-за низких значений температуры Кюри и Т>пл = 55 °С) и напряжённости электрического поля ограничивают применение сегнетовой соли. Ниобат лития, силикоселенит и германоселенит наряду с сильно выраженным пьезоэффектом и высокой механической прочностью обладают высокой акустической добротностью и используются в области гиперзвуковых частот (см. Гиперзвук). Турмалин, гидрофосфат калия, сульфат лития и др. практически не используются. Наиболее распространённым промышленным П. м. является пьезоэлектрическая керамика.
Лит.: Физическая акустика, под ред. У. Мэзона, пер. с англ., т. 1, ч. А, М., 1966; Матаушек И., Ультразвуковая техника, пер. с нем., М., 1962; Ультразвуковые преобразователи, пер. с англ., под ред. Е. Кикучи, М., 1972.
Б. С. Аронов, Р. Е. Пасынков.
Пьезоэлектрический громкоговоритель
Пьезоэлектри'ческий громкоговори'тель, громкоговоритель, в котором в качестве преобразователя электрических колебаний (звуковых частот) в механические используют пьезоэлемент (см. Пьезоэлектричество). Наибольшее распространение получили П. г. с плоским (квадратным в плане) пьезоэлементом из сегнетовой соли. К свободному углу такого элемента приклеивается своей вершиной коническая диафрагма — излучатель звука. П. г., несмотря на низкое качество их звучания и малую надёжность пьезоэлементов, выпускались в СССР в годы Великой Отечественной войны 1941—45 и в первые послевоенные годы как наиболее дешёвые и простые в изготовлении.
Пьезоэлектрический датчик
Пьезоэлектри'ческий да'тчик, измерительный преобразователь механического усилия в электрический сигнал; его действие основано на использовании пьезоэлектрического эффекта (см. Пьезоэлектричество). Один из вариантов конструкции П. д. давления показан на рис. Под действием измеряемого давления на внешней и внутренней сторонах пары пластин пьезоэлектрика возникают электрические заряды, причём суммарная эдс (между выводом и корпусом) изменяется пропорционально давлению. П. д. целесообразно применять при измерении быстроменяющегося давления; если давление меняется медленно, то возрастает погрешность преобразования из-за «стекания» электрического заряда с пластин на корпус. Включением дополнительного конденсатора параллельно П. д. можно уменьшить погрешность измерения, однако при этом уменьшается напряжение на выводах датчика. Основные достоинства П. д. — их высокие динамические характеристики и способность воспринимать колебания давления с частотой от десятков
