Пособие пьезоисполнительные устройства. А. А. Бобцов, В. И. Бойков, С. В. Быстров, В. В. Григорьев, П. В. Карев исполнительные устройства
 Скачать 3.72 Mb.
|
|
Турмалин – широко распространён в природе, однако в большинстве слу- чаев кристаллы изобилуют трещинами. По химическому составу турмалин представляет собой сложный алюмоборосиликат с примесями магния, железа или щелочных металлов (Na, Li, K). Цвет от чёрного до зелёного, также красный до разового, реже бесцветный. При трении электризуется, обладает сильным пи- роэлектрическим эффектом. Основным преимуществом турмалина является большее значение частотного коэффициента по сравнению с кварцем. Благодаря этому, а также из-за большей механической прочности турмалина возможно из- готовление резонаторов на более высокие частоты. В настоящее время турмалин почти не используется для изготовления пьезоэлектрических резонаторов и имеет ограниченное применение для измерения гидростатического давления. Сегнетова соль – тетрагидрат двойной натриево-калиевой соли винной кислоты, получаемый из отходов виноделия. У сегнетовой соли впервые были обнаружены своеобразные электрические свойства: самопроизвольная поляри- зация в определённом интервале температур, причём эта поляризация поддаётся изменению под воздействием достаточно сильного внешнего электрического поля. Позже вещества с такими свойствами стали называть по имени сегнетовой соли сегнетоэлектриками. Пьезоэлементы из сегнетовой соли широко использовались в аппаратуре, работающей в сравнительно узком температурном интервале, в частности, в звукоснимателях. Особенно широко это вещество нашло применение во время повышенного спроса на электротехнику в послевоенные годы. По сравнению с другими преобразователями, выходное напряжение сегнетовой соли весьма ве- лико. Однако изготовленные из неё преобразователи не могут храниться в усло- виях повышенной влажности, поскольку соль из-за своей гигроскопичности по- степенно расплывается. Для предохранения от воздействия влаги пьезоэлементы из сегнетовой соли покрывают тонкими пленками лака. Однако в настоящее время они почти полностью вытеснены керамическими пьезоэлементами. Дигидрофосфат аммония – искусственно выращиваемый сегнетоэлек- трический кристалл, химически стоек, до точки плавления (Т пл =130°С) обладает сравнительно сильно выраженным пьезоэффектом и малой плотностью, однако недостаточно механически прочен. Кристаллы представляют собой комбинацию тетрагональной пирамиды и призмы. Пьезоэффект слабее, чем у сегнетовой соли, но значительно устойчивее. При температуре 100°С кристаллы начинают разрушаться (выделяется аммиак). Кристаллы дигидрофосфата не содержат кри- сталлизованной воды и не обезвоживаются. При 93% относительной влажности воздуха кристаллы начинают поглощать влагу и растворятся. Дигидрофосфат аммония плавится при температуре 190 градусов Цельсии, однако выше 100 градусов с поверхности кристалла начинает улетучиваться аммиак. Это ограни- чивает верхний предел рабочих температур. 23 В настоящее время вследствие широкого развития пьезоэлектрической ке- рамики применение дигидрофосфата аммония ограничено. Основные характеристики монокристаллов сведены в таблицу 1. Таблица 2.1 – Основные характеристики монокристаллов при температуре 16– 20°С Плот- ность, ρх10 3 кг /м 3 Ско- рость звука, С зв , х10 3 м/се к Диэлектриче- ская проница- емость, ε Пьезо- модуль, d, 10 12 к/н Тангенс угла ди- электри- ческих по- терь, tg d×10 2 Коэффи- циент электро- механиче- ской связи Кэм Кварц 2,6 5,4 4,5 2,31 < 0,5 0,095 Дегидрофосфат аммония (АДР) 1,8 5,27 21,8 24 <1 0,3 Сульфат лития 2,05 4,7 10,3 18,3 <1 0,37 Сегнетова соль 1,77 3,9 250 172 >5 0,67 Турмалин 3,26 7,15 7,5 2,5 <0,5 0,098 2.1.2 Поликристаллические пьезоэлектрики Искусственный пьезоэлектрический материал по своим физическим свой- ствам является поликристаллическим сегнетоэлектриком, представляющим со- бой химическое соединение или твердый раствор (порошок) зерен (кристалли- тов). По химическому составу это сложный оксид, включающий ионы двухва- лентного свинца или бария, а также ионы четырехвалентного титана или цирко- ния. Пьезоэлектрическая керамика представляет собой твердый, химически инертный материал, совершенно нечувствительный к влажности и другим атмо- сферным воздействиям. По механическим качествам она подобна керамическим изоляторам. Путем изменения основного соотношения исходных материалов и введения добавок синтезируют разные составы пьезокерамики, обладающие определенными электрофизическими и пьезоэлектрическими характеристиками. Наибольшее распространение получила группа пьезокерамических материалов типа ЦТС (цирконата-титаната-свинца). Вместе с тем используется керамика на основе титаната бария (ТБ) и титаната свинца (ТС). Промышленные составы пьезокерамик гостированы ГОСТ 12370-72, ГОСТ 13927-74 “Материалы пьезо- керамические”. В последние годы разрабатываются новые пьезокерамические материалы с более высокими техническими характеристиками и широкими воз- можностями использования. Так, например, разработана и производится группа материалов на основе ниобата свинца, которая уже нашла практическое приме- нение благодаря возможности ее использования в диапазоне частот до 30 и более МГц. Значительные исследования проводятся по созданию пьезокерамических композитных материалов, а также многослойной керамики. Зарубежные произ- 24 водители в зависимости от пьезоэлектрических свойств делят ее на сегнетожест- кую и сегнетомягкую. В отечественной практике существует дополнительное деление на керамику средней сегнетожесткости, а также, выделяются высоко- стабильные, высокотемпературные и т.п. материалы. Отдельные пьезокерамические материалы полифункциональны, поэтому их можно отнести к нескольким функциональным группам. сегнетомягкие материалы – с пониженной, умеренной и повышенной диэлектрической проницаемостью для высокочувствительных приемни- ков звуковых и ультразвуковых колебаний и относительно слабых излу- чателей и других применений, когда электрические и механические воз- действия на пьезоэлементы не слишком велики, а диэлектрические потери не играют существенной роли; к этой группе материалов относят – материалы для актюаторов, различных датчиков и других преобразовате- лей; материалы средней сегнетожесткости и сегнетожесткие – с раз- личной диэлектрической проницаемостью для приемопередающих уль- тразвуковых устройств, мощных технологических ультразвуковых устройств, пьезотрансформаторов, пьезодвигателей, других мощных уль- тразвуковых установок, когда электрические и механические воздействия на пьезоэлементы велики, а диэлектрические потери играют существен- ную роль; высокостабильные материалы – с пониженной и повышенной ди- электрической проницаемостью, повышенной температурной и временной стабильностью упругих констант, повышенной механической добротностью и различными значениями коэффициента электромехани- ческой связи планарных или толщинных колебаний для частотно- селективных устройств на объемных и поверхностных акустических вол- нах планарной моды колебаний, моды колебаний сжатия-растяжения по толщине, моды колебаний сдвига по толщине(фильтров, резонаторов, ги- роскопов); высокотемпературные материалы – для датчиков и другой аппаратуры, работающих при температурах выше 250°С; материалы с повышенной анизотропией коэффициентов электроме- ханической связи – с различными сочетаниями других параметров для высокочастотных излучателей и приемников, для датчиков с пониженной боковой чувствительностью, применяемых для дефектоскопии, толщи- нометрии, уровнеметрии, медицинской диагностической аппаратуре; пористые материалы – с широким интервалом рабочих температур применяются в ультразвуковых преобразователях дефектоскопов, тол- щинометрии, виброметрии, гидроакустике, диагностической и терапев- тической медицинской аппаратуре; композитные материалы – применяются в пьезоэлектрических преоб- разователях ультразвуковых дефектоскопов и толщиномеров, в приборах ультразвуковой медицинской диагностической аппаратуры, в ультразву- ковых уровнемерах и расходомерах, в объемочувствительных гидрофонах. 25 Свойства пьезокерамики характеризуется общепринятыми основными параметрами, приведенными в Таблице 2.2. Таблица 2.2 – Параметры пьезокерамики и их условные обозначения Tk Температура точки Кюри ε т 33 /ε 0 ε т 11 /ε 0 Относительная диэлектрическая проницаемость; tg δ Тангенс угла диэлектрических потерь в слабых полях при E=25 кВ/м; Q м Механическая добротность; v 1 E Скорость звука; σр Планарный коэффициент Пуассона; Коэффициент электромеханической связи kp Планарной моды; k15 Сдвиговой моды; k33 Моды растяжения-сжатия по толщине; d31, d33, d15 Пьезоэлектрические модули; g31, g33 Электрические константы по напряжению (чувствительность в режиме приема); Относительное отклонение частоты (ООЧ) в интервале температур - 60...+85°С (ООЧ) р Планарной моды; (ООЧ) сд Сдвиговой моды; (ООЧ) сж Моды растяжения-сжатия по толщине; Tраб Рекомендуемая повышенная температура; ρ v Удельное объемное Электрическое сопротивление; ρ Плотность. Отечественные и зарубежные пьезоэлементы производят на базе керамики ЦТС (цирконат-титанат-свинца) разных составов, к ним относятся ЦТС-19, ЦТС- 22, ЦТБС-1, ПКР (отечественные) и PZT, PIC, PXE (зарубежные). В таблицах 2 и 3 приведены характеристики ряда популярных пьезоэлектрических керамик зарубежных и отечественных производителей. С более широким ассортиментом можно ознакомиться в Приложениях А, Б и В. 26 Таблица 2.3 − характеристики пьезокерамики фирмы Physik Instrumente (Германия) Характеристи ки PIC 151 PIC 255 PIC 155 PIC 153 PIC 152 PIC 181 PIC 141 PIC 241 Физические и диэлектрические свойства (g / sm 3) 7,80 7,80 7,80 7,60 7,70 7,80 7,80 7,80 Т ( о C) 250 350 345 185 340 330 295 270 ε 33 T / ε 0 2400 1750 1450 4200 1350 1200 1250 1650 ε 11 T / ε 0 1980 1650 1400 1500 1500 1550 tg δ (10 -3) 20 20 20 30 15 3 5 5 Электромеханические свойства k р 0,62 0,62 0,62 0,62 0,48 0,56 0,55 0,50 k т 0,53 0,47 0,48 0,46 0,48 0,46 k 31 0,38 0,35 0,35 0,32 0,31 0,32 k 33 0,69 0,69 0,69 0,58 0,66 0,66 0,64 k 15 0,66 0,63 0,67 0,63 d 31 (10 -2 C / N) -210 -180 -165 -120 -140 -130 d 33 500 400 360 600 300 265 310 290 d 15 550 475 475 265 g 31 (10 3 Vm /N) -11,5 -11,3 -12,9 -11,2 -13,1 -9,8 g 33 22 25 27 16 25 25 29 21 Акустико-механических свойства N р (HZM) 1950 2000 1960 1960 2250 2270 2250 2190 N 1 1500 1420 1500 1640 1610 1590 N 3 1750 1780 2010 1925 1550 N T 1950 2000 1990 1960 1920 2110 2060 2140 Qm 100 80 80 50 100 2000 1500 1200 27 Таблица 2.4 – Характеристики некоторых отечественных пьезокерамических материалов Характеристики Сегнетомягкие материалы Материалы средней сегнетожесткости Высокотемпературн ые материалы Обозн. Ед.изм. ЦТС- 50 НЦТС-2 ЦТС СТ-3 ЦТС-48 TСBС-2 ТНбВ-1 Tk °С 260 130 280 210 420 900 ε т 𝜀 𝑇 33 /ε0 - 2200 5100 1400 2200 1800±150 120 ε т 𝜀 𝑇 11 /ε0 - - - - - - - tg δ, не более % 2,5 3,0 0,55 0,8 0.3 0,2 Qm - 80 60 800 450 28±5 - v E 10 3 м/с 2,9 2,95 3,3 3,2 3,06±0,06 - σ р - 0,33 - 0,35 0,37 0.20 - Kp - 0,64 0,61 0,55 0,58 ≥0,50 - k15 - - - - - ≥0,66 - k33 - 0,73 0,74 - 0,65 ≥0,60 - d31 10 -12 Кл/Н -200 -310 -140 180 ≥135 - d33 10 -12 Кл/Н 470 800 275 420 ≥340 ≥15 d15 10 -12 Кл/Н - - - - ≥500 - g31 10 -3 В*м/Н -10,3 -6,9 -11,3 9,3 - - g33 10 -3 В*м/Н 24,1 17,7 22,2 21,6 - 14,1 Tраб °С 180 80 150 120 300 750 ρ v , При 100°С 1,0 1,0 5 5 1 1 Сравнительный анализ основных параметров монокристаллов и пьезо- керамик приведен в таблице 2.5. Таблица 2.5 − Сравнительная характеристика монокристаллов и керамики Свойства Монокристалы Керамика Пьезомодуль, d невысокий Высокий Обл. рабочих температур, T max , 0 C 500−600 200−250 Добротность, Q высокая Низкая Температурная стабильность свойств высокая Старение (располяризация) Экономичность низкая Высокая При проектировании исполнительных устройств правильный выбор ма- териала является определяющим фактором основных характеристик и функ- циональных возможностей пьезоэлементов, пьезоактюаторов и в конечном итоге 28 исполнительных пьезодвигателей. При выборе материала для таких устройств основное внимание уделяют следующим параметрам: 1. d (d 33 , d 31 ) – пьезомодули (по направлению рабочих деформаций) опре- деляют рабочий диапазон перемещений исполнительного устройства. 2. К эм (k 33 , k 31 ) − коэффициенты электромеханической связи характеризуют эффективность преобразования электрической энергии, подводимой к материалу, в механическую. Квадрат коэффициента электромеханиче- ской связи равен отношению генерируемой механической энергии к подводимой электрической энергии (в случае обратного пьезоэффекта). Коэффициент электромеханической связи зависит как от свойств мате- риала, так и от направлений, в которых подводится и снимается энергия. Поэтому каждый материал может характеризоваться несколькими таки- ми коэффициентами в зависимости от вида преобразования. Так, например, коэффициент k 33 характеризует степень преобразования энер- гии возбуждающего электрического поля, направленного по оси поля- ризации, в энергию продольной деформации в том же направлении; ко- эффициент k 31 характеризует степень преобразования энергии того же поля в энергию деформации, перпендикулярной направлению поля. 3. Y ij − модуль Юнга определяет упругие и резонансные свойства материала. 4. Q м − характеризует потери энергии в материале на внутреннее трение, определяет эффективную ширину полосы пропускания, влияет на сте- пень затухания колебательных процессов. 5. ε r − относительная диэлектрическая проницаемость определяет полное сопротивление пьезоэлемента, характеризует диэлектрические и, в ко- нечном итоге, емкостные свойства пьезоэлемента. 6. tgδ и tgσ − тангенсы углов диэлектрических и механических потерь ха- рактеризует диэлектрические и механические потери в материале. 7. Т к − температура Кюри определяет предельную температуру, при кото- рой наступает область фазового перехода в материале (тепловое движе- ние молекул разрушает дипольную структуру материала и пьезоэлек- трические свойства исчезают). 8. Т − рекомендуемый рабочий диапазон температур, в котором флуктуации параметров материала будут находиться в пределах допустимых значений. Все пьезоматериалы имеют недостатки, которые, в конечном итоге, прояв- ляются в работе пьезодвигателей. К ним относятся последействие, гистерезис, нестабильность параметров материала во времени и при изменении температуры окружающей среды. Последействие обусловлено релаксационными процессами в пьезокерамике. Величина деформации последействия пропорциональна изме- нению напряжения и может достигать 20% от рабочего диапазона деформаций. Гистерезис материала возникает из-за наличия диэлектрических и механи- ческих потерь, его величина для разных материалов находится в пределах 10−40%. В результате при периодическом изменении напряжения управления 29 зависимость поляризации (а значит и деформации) от напряженности электри- ческого поля описывается двумя криволинейными ветвями, образующими петлю рисунок 2.1. Рисунок 2.1 − Петля гистерезиса При увеличении электрического поля, приложенного к пьезокерамическому элементу, до максимального значения поляризация материала достигает точки насыщения P s . При снижении поля до нуля поляризация достигает уровня остаточной поляризации P r . При изменении направленности поля поляризация достигает отрицательного насыщения, затем отрицательного остаточного значения поляризации при значении поля равного нулю, далее при изменении направленности поля и его увеличении − поляризация снова достигает величины своего положительного насыщения. Площадь такой петли может служить мерой потерь энергии в единице объема. Основными видами потерь в керамике явля- ются диэлектрические и механические потери. Диэлектрические потери харак- теризуются тангенсом угла диэлектрических потерь, который равен отношению активной и реактивной составляющих тока, протекающего через пьезоэлемент. Обычно, для пьезокерамики он имеет порядок 0,01−0,06. На рисунке 2.2 пред- ставлена зависимость тангенса угла диэлектрических потерь от величины воз- буждающего электрического поля. Рост диэлектрических потерь наблюдается в области пьезоэлектрического резонанса, на низких частотах до 1000 Гц изменениями диэлектрических потерь пренебрегают. Механические потери проявляются в том, что между приложен- ным электрическим напряжением и возникающей деформацией имеется сдвиг фаз σ, тогда tgσ служит мерой относительных потерь механической энергии за один цикл. Фазовый сдвиг появляется в результате неупругого поведения твердых тел (ползучесть, последействие). Для многих материалов, в том числе и пьезокера- мики, экспериментально установлено, что скорость процесса деформирования практически не влияет на очертание ветвей петли гистерезиса. 30 Рисунок 2.2 − Зависимость тангенса угла диэлектрических потерь от величины возбуждающего электрического поля Площадь петли определяется только амплитудой деформации. Особенно- стью пьезоэлектрических материалов, работающих в режиме обратного пье- зоэффекта, является наличие обоих видов потерь, величины которых примерно имеют одинаковый порядок. Установлено, что углы диэлектрических и механи- ческих потерь на низких частотах одновременно создают общий угол потерь, который может быть определен по формуле 𝛿 общ. = 1−𝐾 эм 2 1−𝐾 эм 𝛿 + 0,5𝐾 эм 2 1−𝐾 эм 2 𝜎, (2.1) где К эм − коэффициент электромеханической связи, и − углы диэлектрических и механических потерь соответственно. Величина общего угла потерь зависит главным образом от величины элек- трического поля и основной вклад в его изменение вносит угол диэлектрических потерь. В таблице 2.6 приведены пределы изменения общего угла потерь в раз- личных по силе электрических полях. Таблица 2.6 − Значения угла общих потерь пьезокермики в разных полях Слабые поля <75 В/м Средние поля <300 В/м Сильные поля >300 B/м Пределы изменения общего угла потерь общ 7° − 10° 7° − 21° 12° − 26° Чем больше угол общих потерь, тем больше в конечном итоге величина ги- стерезиса статической характеристики пьезодвигателя. Нужно отметить, что очертание петли гистерезиса остается неизменным при изменении частоты управляющего напряжения, а значит, будет постоянным и общий угол сдвига фаз 31 между приложенным напряжением и деформацией при неизменной амплитуде управляющего напряжения в достаточном удалении от резонансных частот. Проблема стабильности параметров пьезоматериалов занимает особое место при разработке и эксплуатации пьезодвигателей. К числу наиболее сильных дестабилизирующих факторов относят изменение величины и характера нагруз- ки, температуры, временная нестабильность. Воздействия среды, такие как влажность, изменение давления, различные механические воздействия, излуче- ния также оказывают влияние на стабильность параметров. Влияние каждого та- кого фактора различно и зависит от свойств пьезоматериала, интенсивности воз- действия факторов и других данных. В справочной литературе приводятся дан- ные, регламентированные ГОСТом, снятые на типовых стандартных образцах, при воздействии слабых электрических полей и в нормальных условиях окру- жающей среды (Т=25±10°С, влажность 65±15%, давление 10 5 ±4⋅10 3 Па). Однако, в реальных условиях параметры пьезокерамики системы ЦТС нестабильны. Ос- новной причиной нестабильности служат остаточные механические напряжения Т ос и связанные с ними процессы доменной реориентации. Напряжения Т ос воз- никают на различных стадиях технологического процесса создания ПК (терми- ческой, механической, электрической). Свойства ПК существенно зависят от наличия в них ионов других элементов, в том числе и тех, что содержаться в сы- рье. Наиболее сильное воздействие оказывают ионы элементов с большей или меньшей валентностью, чем замещаемые ими ионы. В этих случаях, даже при слабых концентрациях данных элементов (в пределах 0,5–2%), керамика может иметь сегнетомягкие (большая валентность) или сегнетожесткие (меньшая ва- лентность) свойства. Параметры ε, d, tgδ, η − сегнетомягких материалов примерно в 2−3 раза больше соответствующих параметров сегнетожестких материалов, значения Е к , Q м , θ к , наоборот ниже. Таким образом, если целенаправленно фор- мировать свойства керамики, то следует специально вводить модифицирующие добавки. Так, большую валентность имеют оксиды лантана, неодима, тантала, меньшую – оксиды железа, кобальта, хрома. Особый интерес представляет влияние температурного фактора на ха- рактеристики пьезокерамик [15]. Так, температурные изменения пьезомодуля d 33 для отечественных промышленных составов ЦТБС-3, ЦТСНВ-1, ЦТС-19, ЦТС- 23 – на рисунке 2.3. На этом рисунке показано, что относительные изменения пьезомодуля d 33 при температуре 200°С по сравнению с его значением при ком- натной температуре составляют для ЦТС-19 и ЦТБС-3 – 30−40%, для ЦТС-23 – 18%. Температурная нестабильность диэлектрической проницаемости ε T 33 /ε 0 , пьезомодуля d 31 и скорости звука V Е 1 для пьезоматериалов представлены в таблице 2.7. 32 Рисунок 2.3 – Температурная зависимость d 33 составом: 1 – ЦТС-19, 2 – ЦТС-23, 3 – ЦТБС-3, 4 – ЦТСНВ-1 Таблица 2.7 − Предельные изменения электрофизических параметров после воздействия климатических факторов В производственных условиях воспроизводимость свойств керамики в большей степени зависит от химического состава и качества исходного материа- ла. Изменение свойств ПК возможно и в ходе технологических процессов их производства (спекание, механическая обработка, нанесение электродов, поля- ризация). Разброс основных параметров может достигать существенных величин, так упругая податливость и жесткость материала может изменяться в пределах 5%, пьезомодули d до 10%, диэлектрическая проницаемость ε до 20%. Большое влияние на параметры материала может оказывать режим предварительной Материал Воздействующий фактор Изменение электрофизических параметров, % Пониженная температура среды (предельная) Пониженная температура среды (предельная) ε T 33 /ε 0 d 31 , 10 -12 Кл/Н V Е 1 м / с ЦТБС-3 - 60 0 + 60 0 ± 20,0 ± 17,0 ± 2,5 ЦТСНВ-1 ± 22,0 ± 20,0 ± 4,0 ЦТС-19, ЦТС-19М ± 10,0 ± 10,0 ± 2,0 ЦТС-19М ± 10,0 ± 10,0 ± 2,0 ЦТСтБС-1 ± 10,0 ± 10,0 ± 2,0 ЦТССт-3 ± 10,0 ± 10,0 ± 2,0 ПКВ-460 ± 8,0 ± 8,0 ± 2,0 ЦТССт-1 ± 20,0 ± 10,0 ± 2,0 33 поляризации (время, форма напряжения и т.д.) колебания величин отдельных параметров могут достигать 20−30%. Особый интерес для пользователей ПК представляет стабильность ее свойств в процессе эксплуатации. А, как известно, параметры пьезокерамики нестационарны во времени. Например, ди- электрическая проницаемость, тангенс угла механических потерь, пьезоэлектри- ческие и упругие коэффициенты уменьшаются по логарифмическому закону. Это связано как с необратимыми процессами (временными химическими, струк- турными изменениями), так и обратимыми (основными) процессами (неста- бильностью доменной структуры вследствие частичной временной деполяриза- ции ПК). Нужно сказать, что в целом изменение параметров ПК невелико при старении и составляет не более 5%. Но в условиях эксплуатации пьезоэлементов с такими характеристиками (в качестве датчиков или исполнительных устройств) суммарный эффект может существенно повлиять на преобразовательную характеристику устройства. В таблице 2.8 приводятся предельные изменения параметров при воз- действии различных факторов на примере пьезокерамики ЦТС-19. Таблица 2.8 – Предельные изменения параметров пьезокерамики ЦТС-19 Параметры пьзокерамики Обозн. Норма измене ния парам етров пьезом атериа ла по ТУ, % Изменение параметров пьезоматериа ла после воздействия климатическ их факторов: повышенной и пониженной предельных температур ±60 °С, % Предельные изменения значений параметров за период старения 2 года в отапливаем ом помещении, % Изменение параметров в постоянном поле, % <75 В/м м (-) До 300 В/м м (-) >300 В/м м (-) Относительная диэлектрическая проницаемость ε T 33 /ε 0 ±20,0 ±10,0 -10,0 5 5 5-10 Пьезоэлектричес кий модуль d 31 , 10 - 12 Кл/Н от 0 и выше ±10,0 -10,0 5 5-27 ≥27 Тангенс угла диэлектрических потерь tg 0-3.5 1.9-2.5 - до 10 до 10- 30 до 40 Механическая добротность m Q ±20,0 ±14,0 - 10 10- 20 20- 40 Анализ всех факторов определяющих стабильность параметров ПК по- казывает, что пьезоматериалы системы ЦТС могут иметь разброс отдельных па- раметров (на однотипных образцах) до 35−40%, что не противоречит со- временному ГОСТу на пьезоматериалы. |