> Необхідна умова існування п'єзоелектричного ефекту - відсутність у кристала центру симетрії. Тільки в цьому випадку додаток напруг може призвести до появи нескомпенсованого електричного заряду, тобто до виникнення поляризації. П'єзоелектрики є кварц, турмалін, сенгетова сіль, титанат барію та ін [1].
1. П'єзокераміка
.1 Отримання пьезокерамики
Весь технологічний процес виготовлення п'єзокерамічних виробів можна розбити на 7 етапів.
Синтез матеріалу - отримання однорідного дрібнодисперсного порошку з високим вмістом необхідного речовини. Вихідна сировина - оксиди і солі. PbO, TiO2, ZrO2, добавки. Їх змішують у певній пропорції у водному середовищі, після чого висушують і розмелюють з метою отримання однорідного складу.
Виготовлення заготовок - порошок змішують з органічними в'яжучими каталізаторами, пресують, каландрирова (прокочують) або формують з метою отримання структурного елементу заданої форми (диск, стрижень, пластина і т. п.) методом напівсухого пресування, шлікерного лиття, гарячого лиття під тиском, екструзії або ізостатичного пресування при високому тиску;
Випал - «сирі» керамічні заготовки піддаються випалу при заданих температурних і тимчасових режимах, внаслідок чого частки порошку спекаются і матеріал набуває щільну керамічну структуру. Випал роблять у печах в середовищі кисню для зменшення пористості при температурі 1000-1400 градусів за Цельсієм. Спечені заготовки являють собою спечену масу дрібних кристалітів (керамічних гранул) з склоподібними прошарками. Звичайна п'єзокераміка містить в одному кубічному сантиметрі від 9-10 до 12-10 зерен.
При температурі вище критичної, так званої точки Кюрі, кожен кристал має просту кубічну симетрію, яка не володіє дипольним моментом. При температурах нижче точки Кюрі кожен кристал набуває (залежно від композиції матеріалу) тетрагональную або ромбоедрична симетрію з дипольним моментом. Дипольні моменти різному орієнтовані щодо в різних керамічних зернах, і навіть відносно в різних областях в окремому зерні. Області однаково орієнтованих дипольних моментів називаються доменами, а кожен домен містить мережу дипольних моментів. Однак розподіл доменів в п'єзокерамічним матеріалі носить випадковий характер, тому керамічний елемент не має загальної поляризації.
Механічна обробка - етап доведення елементів до заданих розмірів здійснюється теміже способами, що й обробка металів: на токарних, фрезерних і свердлильних верстатах за допомогою інструменту з побідиту з наступним шліфуванням і поліруванням.
Нанесення електродів - здійснюється вакуумним напиленням, вжіганіем, осадженням з розчину (хімічний спосіб). Матеріали для електродів - срібло (звичайно), нікель, паладій, індій, мідь. Найбільш поширений спосіб - вжигание срібної пасти: на знежирену поверхню наносять пензлем або пульверизатором шар срібної пасти, сушать при 200 ° C і вжігают при 750-800 ° С.
Поляризація - процес орієнтації довільно спрямованих доменів речовини в певному напрямку. Способи: масляна і повітряна, високо-і низько-температурна, в постійному або імпульсному поле динамічним методом. Частіше використовується масляна або повітряна в безперервному постійному полі при температурі нижче так званої точки Кюрі. Завдяк...
