Сегнетоэлектриктер және пьезоэлектриктер туралы негізгі мағлұматтар туралы ақпарат

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 6 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының Бiлiм және ғылым министрлiгi

Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университеті

Кафедра Физика

CӨЖ

Тақырыбы: Сегнетоэлектриктер және пьезоэлектриктер туралы негізгі мағлұматтар

Орындаған: Турсунханова Р. Б.

Тобы: Т-423

Тексерген: Рахимбердина А. Т

Семей, 2015 жыл

Сегнетоэлектриктер - белгілі температуралар аралығында ( сегнетоэлектрлік фазаға сәйкес ) бағыты сыртқы әсерлер арқылы (электр өрісімен немесе механикалық кернеулермен) өзгертіле алатын спонтанды поляризацияланған кристалл диэлектриктер (соның ішінде сұйық кристаллы) .

Ерекшелігі

Сегнетоэлектриктерде бір жақты бағытталган спонтанды поляризация аймақтары - сегнетоэлектрлік домендер бар. Сыртқы әсерден Сегнетоэлектриктер көп доменді күйден монодоменді күйге өтуі мүмкін. Сегнетоэлектриктердің осы қасиеті ЕЭМ-ның еске сақтау құрылғыларын жасауда пайдаланылады. Көптеген Сегнетоэлектриктердің диэлектрлік өтімділігі және пьезоэлектрлік константаларының аномальды жоғары мәндері болады және cегнетоэлектриктердің физикалық қасиеттері температураға тәуелді. [

Сегнетоэлектриктер дегеніміз кристалдық диэлектриктер, оларда сыртқы электр өрісі болмаған кезде, оның құрайтын бөлшектердің дипольдік электрлік моменттерінің бағытталуы өз бетімен жүреді.

Мысалдар: Сегнетик тұз $C:\Users\admin\Desktop\image1945.gif$ ; барий титанаты $C:\Users\admin\Desktop\image1947.gif$

$C:\Users\admin\Desktop\image1948.gif$

Сегнетоэлектриктер домендерден тұрады. Домендер дегеніміз поляризациялануы әр түрлі бағыттағы аймақ. Кюри нүктесінен жоғары температурада сегнетоэлектрлік қасиеттері жойылады.

Сегнетоэлектриктер үшін $C:\Users\admin\Desktop\image1537.gif$ және $C:\Users\admin\Desktop\image373.gif$ арасындағы байланыс сызықты емес және диэлектрлік гистерезис құбылысы байқалады. Бұл сыртқы өріс болмаған кезде қалдық поляризацияланудың сақталуы.

Пьзоэлектриктер дегеніміз сығу және созу кезінде электрлік поляризациялану пайда болатын кристаллді диэлектриктер-тура пьзоэффект.

Кері пьзоэффект дегеніміз электр өрісінің әсерінен механикалық деформацияның пайда болуы.

Бұл сызыққа яғни дипольдік моменттің электр өрісі кернеулігімен кемігу сызығына гистерезис деп аталады. Мұндай құбылыс магниттелетін заттарда ұшырайды яғнни кездеседі. Сонда қалдық магнетизмнің әсерінен бір түрлі заттар өзінің магниттелу қасиеттерін сақтап қалып тұрақты магнитке айналады. Бірақ оларда өздерінің кюри температурасына ие. Мұндай зерттеулер негізінен лабараториялық жұмыстармен дәлелденген. Ал табиғатта оны бұл құбылысты өте қиын. Себебі температурадан тыс ол заттарға өте күрделі күштер әсер етуінен және табиғаттағы перомагнетиктер жер қыртысында өте шұңқырда жатады.

Сегнетоэлектриктердің ерекше қасиеттері:

Диэлектрик өтімділігі өте жоғары.
Диэлектриктер өрісі кернеулігімен индукция.

Векторлары өзара сызықты байланысқан.

Диэлектриктік өтімділік электр өрісі кернеулігіне тәуелді.
Поляризация уақытында дипольдық моменттердің электр өрісі кернеулігінің кешігіп жүруі.

$C:\Users\admin\Desktop\6-0.gif$

Пьезоэлектрик - механикалық кернеулер әсерінен поляризацияланатын (тура пьезоэлектрлік эффект), берілген сыртқы электр өрісі әсерінен деформацияланатын (кері пьезоэлектрлік эффект) кристаллы диэлектрик. Пьезоэлектрикке сегнет тұзы, барий титанаты, пьезокварц монокристалдары және әр түрлі қосылыстардағы электреттер жатады. Электроникада пьезоэлектри электромеханикалык және электроакустикалық түрлендіргіштерді, жолакты электрсүзгілерін, жиілікті тұрақтандырудың резонаторларын жасау үшін қолданылады.

Пьезоэлектрлік эффект - механикалық кернеулер әсерінен диэлектриктің поляризациялану құбылысы (тура Пьезоэлектрлік эффект) және электр өрісі әсерінен диэлектрикте механикалық деформаңияның пайда болуы (кері Пьезоэлектрлік эффект) . Алғаш рет оны 1880 ж. француз физигі П. Кюри сегнет түзы кристалдарында зерттеген.

Пьезоэлектрлік резонатор - тербелістерді қоздыру үшін пьезоэлектрлік эффект пайдаланылатын резонатор. Пьезоэлектрлік резонатор негізін ұстағыштарға бекітілген және қорғаушы сауытқа салынған пьезоэлектрлік вибратор құрайды. Кристалл элементтің электродтарына периодты кернеуді бергенде, оның ішінде механикалық серпінді тербелістер пайда болады. Егер берілген кернеудің жиілігі пьезоэлектірлік вибратордың өзіндік механикалық жиіліктерінің біреуіне сәйкес келсе немесе оған жақын жатса, онда Пьезоэлектрлік резонатор арқылы өтетін токгың шұғыл өсуімен сипатталатын резонанс құбылысы пайда болады. Пьезоэлектрлік резонатордың көрсеткіштері: сапалылығы(102 - 107), жұмыстық жиіліктер жолағы (бірнеше жүздеген Гц тен 1 ГГцке дейін) .

Пьезоэлектрлік резонатор тіректік және жиілік бойынша басқарылатын генераторларда жиілік тағайындағыш элементтер ретінде қолданылады. Әр түрлі іріктегіш құрылғыларды (сүзгілер, жиіліктік дискриминаторлар және т. б. ), сезімтал элементтерді Пьезоэлектрлік резонатор негізінде жасайды.

Пьезоэлектриялық түрлендiргiштер

Пьезоэлектриялық түрлендiргiштер пьезэлектрлік әсері тура және кері болатын материалдарда орындалады.

Тура пьезоэффект материалда кернеу туғызатын механикалық күш әсер еткенде пьезоэлектрик шектерінде электрлік зарядтарда пайда болады. Күштер жоғалғанда зарядтар жойылады.

Керi пьезоэффект электр өрiсте орналастырылған пьезоэлектрик өзінің геометриялық өлшемдерін өзгерткенде болады. Көбінесе пьезоэлектрик ретiнде кварц қолданылады, оны пьезоэлектрлік түрлендіргіштің жұмыс істеу принципін қарастырғанда мысал ретінде көрсетеміз.

Пьезоэлектриялық түрлендiргiштiң құрылымы 2-ші суретте схемалы көрсетiлген. Мұнда Р өлшелетiн қысым түрлендіргіш корпусының түбі болып табылатын мембранаға 2 әсер етеді. кварц пластиналары 4 параллель тұйықтаған. Кварц пластиналарының сыртқы мұқабаларын жерге қосады, (3-шi жез фольга) орташа мұқба корпусқа катысты кварцтын өзімен оқшауланады, оның меншікті кедергісі үлкен болғанда (20 °Стемпературада р= 1·10 ¹² Ом·мм ² /м)

$C:\Users\admin\Desktop\htmlconvd-cu0vBV_html_m63e86606.png$