Пьезоэффект в полимерах

Прямой пьезоэлектрический эффект заключается в возникновении электрических зарядов на поверхности диэлектрика и электрической поляризации внутри него при воздействии механических нагрузок или деформаций δ. Обратный пьезоэлектрический эффект заключается в возникновении деформаций диэлектрика при приложении к нему электрической разности потенциалов.

Пьезоэффектом обладают кристаллы с определенной группой симметрии, поликристаллические материалы, являющиеся пьезоэлектрическими текстурами, смеси кристаллических частиц с аморфным материалом, аморфные диэлектрики с ориентированными диполями, образующими пьезоэлектрическую текстуру. К пьезоэлектрическим текстурам могут относиться только ацентрические текстуры, поскольку электрическая поляризация невозможна в среде, имеющей вектор симметрии.

Пьезоэлектрической константой является также е - пьезоэлектрическая константа деформации, равная

е = (дР/дδ)

Отношение e/d = Eу - модуль упругости.

Статические методы исследования.

Статический пьезомодуль при сжатии. Пьезомодуль при одноосном сжатии d33 определяют по ГОСТ 12370-80. Сущность метода заключается в измерении заряда, возникающего на поверхности образца при приложении (или снятии) статической нагрузки.

Схема установки для проведения измерений приведена на рис.5. Она состоит из баллистического гальванометра, образцового конденсатора и электродного устройства, в котором между электродами пометают образец цилиндрической формы толщиной 1-3 мм и диаметром 10-15 мм. Электроды наносятся предварительно на поверхность образцов припрессовыванием фольги, напылением металлов в вакууме, в виде электропроводящей краски, пасты. Гальванометр снабжен шунтом, с помощью которого можно регулировать чувствительность установки. Емкость С0 значительно превышает емкость образца и соединительных проводов. Для достижения равномерного распределения нагрузки по поверхности образца рекомендуется верхний электрод делать плавающим или в виде трубки, набитой мелкими шариками и обтянутой снаружи фольгой. Груз накладывают на образец (или снимают) внезапно. Заряд, возникающий на образце, определяют по числу делений, на которое отклонится световой луч от зеркала баллистического гальванометра; шкалу гальванометра предварительно градуируют в Кл/делений. Метод особенно пригоден для определения зарядов при деформации пьезо-электриков, обладающих довольно значительной проводимостью.

Рис.5. Схема установки для измерения пьезомодуля d33 с помощью баллистического гальванометра:

1-образец с электродами.2 - баллистический гальванометр; 3-шунт гальванометра: 4 - переключатель; 5 - источник постоянного напряжения; С0-образцовый конденсатор; V-вольтметр; R-потенциометр.

Модуль d31 можно измерять также с помощью электрометров-статических вольтметров. Сущность метода заключается в измерении разности потенциалов на поверхности образца при статическом сжатии.

Статический пьезомодуль при растяжении. Метод определения d3l состоит в измерении разности потенциалов на обеих сторонах образцов при их растяжении при статическом нагружении. Статическая нагрузка может прикладываться внезапно (навешиванием груза) или постепенно (растягиванием образца на разрывной машине).

Рис.6. Схема установки для измерения пьезомодуля dnпри всестороннем сжатии (сжатым воздухом): 1-образец; 2-электродное устройство; 3-камера; 4 - манометр; 5 - электрометр.

Статический пьезомодуль при всестороннем сжатии. Установка для определения статического пьезомодуля при всестороннем сжатии показана на рис.6. Она состоит из термокриокамеры и вольтметра-электрометра. Камера имеет герметично закрывающуюся крышку, снабженную резиновой прокладкой, патрубок для подачи сжатого воздуха, манометр. вводы с изоляцией из политетрафторэтилена. Электрометр соединяется с камерой экранированным кабелем, имеющим высококачественную изоляцию из полиэтилена. Входное сопротивление вольтметра-электрометра (ВК 2-16, В 7-30) не менее 10'5 Ом.

Электроактивные материалы, их роль и место в практической деятельности
К электроактивным материалам, вообще говоря в последнее время относятся органические, неорганические и композиционные на их основе материалы обладающие рядом специфических свойств. В настоящей работе, мы будем рассматривать из этого набора свойств пьезоэлектрические свойства и пироэлектрические сво ...

Специфика профориентационной работы с сельскими школьниками на труд в сельском хозяйстве
В настоящее время в сельскохозяйственном производстве насчитывается более 100 рабочих профессий, по которым осуществляется подготовка рабочих в сельских общеобразовательных школах и сельских ПТУ. Профилирующие профессии сельскохозяйственного производства распределяются следующим образом. Основой пр ...

Анализ обеспеченности детскими дошкольными учреждениями
В г.Ростове-на-Дону в 2008 году фактически осуществляли свою деятельность 176 дошкольных учреждений, в которых воспитывалось 29,5 тыс. детей. Рис. 2.1 – Число постоянных дошкольных учреждений и численность детей в них В течение 2008 года в городе были введены в эксплуатацию два новых дошкольных обр ...