ла буде тривати до тих пір, поки не відбудеться теплове руйнування матеріалу (розплавлення, науглерожіваніе) по всій його товщині - по ослабленому місцю.
Характерними ознаками теплового пробою твердих діелектриків є:
. Пробій спостерігається в місці найгіршого тепловідводу від діелектрика в навколишнє середовище.
. Пробивна напруга діелектрика знижується з підвищенням температури навколишнього середовища (рис. 5-18).
. Пробивна напруга знижується зі збільшенням тривалості прикладеної напруги (рис. 5-19).
. Електрична міцність зменшується зі збільшенням товщини діелектрика.
. Електрична міцність твердого діелектрика зменшується із зростанням частоти прикладеного змінної напруги.
діелектрик поляризація п'єзоелектрик піроелектрик
П'єзоелектрики
До п'єзоелектриком відносяться діелектрики, які мають сильно вираженим п'єзоелектричним ефектом.
П'єзоелектричний ефект (скорочено п'єзоефект) спостерігається в анізотропних діелектриках, переважно в кристалах деяких речовин, що володіють певною, досить низькою симетрією. П'єзоефектом можуть володіти кристали, що не мають центру симетрії, а які мали так звані полярні напрямки (осі). П'єзоефектом можуть володіти також деякі полікристалічні діелектрики з упорядкованою структурою (текстурою), наприклад керамічні матеріали і полімери.
Зовнішні механічні сили, впливаючи в певних напрямках на п'єзоелектричний кристал, викликають в ньому не тільки механічні напруги і деформації (як у всякому твердому тілі), але і електричну поляризацію і, отже, поява на його поверхнях пов'язаних електричних зарядів різних знаків. При зміні напрямку механічних сил на протилежне стають протилежними напрямок поляризації і знаки зарядів. Це явище називають прямим п'єзоефектом. П'єзоефект звернемо. При зміні напрямку електричного поля на протилежне відповідно змінюються на протилежне напрямки напруг і деформацій. Це явище отримало назву зворотного п'єзоефекту.
Прямий і зворотний п'єзоефект лінійні і описуються лінійними залежностями, що зв'язують електричну поляризацію Р з механічним напругою s: P=ds
Дану залежність називають рівнянням прямого п'єзоефекту. Коефіцієнт пропорційності d називається п'єзоелектричним модулем (п'єзомодуль), і він служить мірою п'єзоефекту. Зворотний п'єзоефект описується залежністю: r=dE
де r - деформація; Е - напруженість електричного поля. П'єзомодуль d для прямого і зворотного ефектів має одне і те ж значення.
Напрямки поляризації може співпадати з напрямом механічної напруги або складати з ним деякий кут. При збігу направлень поляризації і механічної напруги п'єзоефект називають поздовжнім, а при їх взаємно перпендикулярному розташуванні - поперечним. За направлення дотичних напружень приймають нормаль до площини, в якій діють напруги.
Відомо більше тисячі речовин, що володіють п'єзоелектричними властивостями, у тому числі - все сегнетоелектрики. Практичне застосування в П'єзотехніка знаходить обмежене коло матеріалів. Серед них одне з важливих місць займає монокристаллический кварц.
Кварц
Кварц - широко поширений в природі мінерал, відноситься до числа найбільш твердих мінералів, має високу хімічну стійкість.
Зовнішні форми природних кристалів кварцу відрізняються великою різноманітністю. Найбільш звичайною формою є комбінація гексагональної призми і ромбоедрів (пірамідальні грані). Грані призми розширюються до основи кристала і мають на поверхні горизонтальну штрихування.
Годний для використання в п'єзоелектричної апаратурі кварц зустрічається в природі у вигляді кристалів, їх уламків і окатанних галек. Колір від безбарвно-прозорого (гірський кришталь) до чорного (моріон).
Зазвичай природні кристали кварцу містять в собі різні дефекти, що знижують їх цінність. До числа дефектів відносяться включення сторонніх мінералів (рутил хлорит), тріщини, міхури, фантоми, блакитні голки, звили і двійники.
Кварц - найважливіший п'єзоелектричний кристал, що знайшов широкі науково-технічні застосування завдяки своїм чудовим механічним і електричним властивостям. При звичайних температурах і тиску кварц зустрічається в так званій - модифікації. Кристал - кварцу (рис. 1) відноситься до трігональной системі і має три осі симетрії другого порядку, позначені на рис. 1 через,, .
Вони і є полярними осями кристала. Кожна з них з'єднує протилежні, але нерівнозначні ребра шестигранної призми. ...
