Пьезоэлектрические материалы
В качестве материалов для преобразователей используются более 150 различных материалов, обладающих пьезоэффектом – способностью материалов менять свои геометрические размеры под действием электрического поля [9].Наибольшее распространение среди материалов, обладающих пьезоэлектрическими свойствами получили:
1. Кварц - природный материал, благодаря прочности и устойчивости параметров нашедший самое широкое применение в радиоэлектронике. Свои пьезосвойства кварц сохраняет до 5700С. Но природный материал характеризуется высокой стоимостью, поскольку используется только определенный срез кристалла. Основной недостаток заключается в необходимости использования высоких напряжений для работы (1кВ/мм).
2. Пьезокерамический искусственный материал на основе титаната бария с добавлением титаната свинца и циркония. Материал называется – ЦТС поскольку в основе выполнен из цирконата титаната свинца. Имеет КПД в сотни раз больше, чем кварц. Работает при напряжениях не превышающих сотен Вольт на мм. Прост в изготовлении и поэтому относительно не дорог.
Пьезокерамические материалы делятся на следующие классы:
1.Материалы для высокочувствительных элементов, работающих в режиме приема и излучения (типа ЦТС-13, ЦТБС-1).
2. Материалы, используемые для технологических аппаратов, в которых преобразователи работают в режиме сильных электрических и механических напряжений (типа ЦТС-23, ЦТС-24).
3. Материалы для УЗП с повышенной стабильностью частотных характеристик в заданном интервале температур (типа ЦТС-22).
4. Материалы для работы при температурах, превышающих 2500С и обладающих стабильностью пьезоэлектрических характеристик (типа ЦТС-21).
Пьезоматериалы характеризуются различной рабочей температурой, то есть могут работать только до определенной температуры, называемой температурой Кюри. При достижении этой температуры пьезоэффект пропадает и не восстанавливается.
Из пьезоэлектрических материалов изготавливают изделия различной формы и назначения, называемые пьезоэлектрическими элементами.
