пьезоэлектрик (англ. piezoelectric materials) — диэлектрик, в котором наблюдается пьезоэффект.

Описание

Пьезоэлектрики — кристаллические диэлектрики, не имеющие центра симметрии. В кристаллах, обладающих центром симметрии, пьезоэффект невозможен. Наличие других элементов симметрии (оси, плоскости симметрии) может запрещать появление поляризации в некоторых направлениях или при деформациях, ограничивая тем самым число кристаллов-пьезоэлектриков.

В некоторых поликристаллических диэлектриках пьезоэлектрические свойства можно создавать искусственно, путем образования так называемой пьезоэлектрической текстуры, например, поляризацией в электрическом поле. Таким образом изготавливается пьезокерамика — поликристаллические твердые растворы, подвергнутые предварительной поляризации в электрическом поле.

Пьезоэлектрики широко используются в акустике, ультразвуковой технике, радиовещании, акустоэлектронике, дефектоскопии и в других областях.

Первым подробно исследованным (братьями Ж. и П. Кюри) пьезоэлектриком был кристаллический кварц, остающийся до сих пор наиболее предпочтительным в высокочастотных применениях пьезоэффекта из-за малых потерь энергии. В промышленности для изготовления низкочастотных (ниже 10 МГц) электромеханических и механоэлектрических преобразователей наиболее часто применяются пьезокерамики, такие, как титанат бария, цирконат-титанат свинца, материалы ниобатной системы и др. Коэффициент преобразования «напряжениедлина» у образцов длиной порядка 1 см из керамик составляет величину порядка 1 нм/В. Пьезоэлектрическая керамика широко применяется для изготовления одной из основных деталей сканирующих туннельных и атомно-силовых микро скопов (СТМ и АСМ) — кантилевере, на котором крепится острие микроскопа, использование которого дает возможность обследовать поверхность с атомарным (порядка 0,1 ангстрема) размером «шага» вдоль нее.

Автор

  • Хохлов Дмитрий Ремович

Источник

  1. Пьезоэлектрик // Физическая энциклопедия. Т. 4 / Гл. ред. А.М. Прохоров. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1994. С. 188–189.

Напишите нам