Пиезоелектричество - studopediya

През 1946 г., А. А. и Щернберг P.G.Pozdnyakovym започва работата отглеждане кварцови кристали, и през 1951 г., първите кристали с тегло около 40 грама (кристали отглеждат върху семената като AT нарязан плоча) бяха получени. Обрасли слой около 5 мм право произведе резонатори на проби и показват, че техните параметри не са различни от параметрите на резонатора на природни кристали. Те също се произвежда и изследвани първите проби от бариев титанат пиезоелектрични керамика.

Според Наредбата за TsNIILPe, основната му задача е изчерпателно изследване на феномените на пиезоелектричество и въвеждането на практическите постижения националната икономика в областта на уреди и устройства, на базата на пиезоелектричен принцип, както и усъвършенствани производствени методи на пиезоелектрични материали и pezoelementov Piezopribor.

В TsNILPe в 1949-1954 GG. под ръководството на г-н Поздняков и А. А. Shtenberga провежда изследвания върху синтеза на кварц. бяха получени кварцови кристали с тегло до 150 грама до 1 литър при налягане от 1000 атмосфери. и температури до 370 °.
През 1954 г.. Резолюция на СССР слива TSNILP кварцов лаборатория НОИ-20 и магазин обогатяване I0 Главна Дирекция на Министерство на електронната промишленост на СССР, на базата на лаборатория №1 какво е създаден VNIIPO (All-съюз научно-изследователски институт на пиезоелектрически кварц).
През годините 1954-1955 по тегло на посока А. А. Shternberga качество кварцови кристали do1,5kg се получават в бутилки от 12 литра при налягане до 400atm. и температури до 340 С. Тези изследвания доказаха кварц отглеждането на възможност в съдове при по-ниски налягания. В допълнение, №1 метод лаборатория на офорт плаките семена във входния периода на автоклава е разработен в режим, който има решаващо влияние върху качеството на приемане на кварцови кристали.

Кристални осцилатори:
въз основа на лабораторни технологии gereratorov VV Bashmakova (1958-1961gg.) Създаден на технологичното оборудване отдел развитие под ръководството на Kozhemyakina KG и Шувалов VV През 1961-1969 година той е разработил няколко технологични генератори, включително GDK-3. В 1964-1969gg. под ръководството на В. Шувалов са разработени теория и методи за изчисление на кристални осцилатори.
Тези работи се създаде мощен теоретична и практическа основа за разработването и производството на кристални осцилатори.

Стандартизация и хармонизация на продукти
Институт назначен базовата организация на стандартизация. Организиран от катедрата по стандартизация. Стандартизацията се разглежда като средство за контрол на качеството. По посока на ЕР изследователските работи Zolotov са били извършени, които са били използвани за разработването на редица параметри, размерите, проведено на обединение kvartsederzhateley, кристално среза.

Съвместна заповед на председателя на ДКЕР и GKET №183 от 4 Май 1961 посочено на прехвърлянето на препратката към юрисдикцията на ДКЕР GKET редица изследователски организации и пилотни инсталации, включително и в Научноизследователския институт по кварцов стабилизиране и pezotehniki НОИ-484.
През тези години, разширяване на производството на пиезоелектрични и неговата научна основа. През 1961 г. той започва строителството на завод в град Южно-Uralsk за търговското отглеждане на пиезо-кварц.

През 1962 г., първата специализирана фабрика на СССР за производство на кварцови резонатори, подредени в Volzhsky.

През 1966 г. той започва в Волгоград строителство на централата
пиезоелектрични керамика и техните продукти.
Тези фирми и организации са започнали създаването на подсектори на производството на електроника - pezotehniki.

Съставът на "фононни" НПО са включени:
1. Изследователски институт pezotehniki (NIIPT) София, с клон в Зеленоград - главата.
2. клон NIIPT Душанбе
3. Завод "метеорит" в София NIIPT
4. Завод "Piezo" в Зеленоград NIIPT
5. растението в клон NIIPT Душанбе
6. Завод "Almos" в клон NIIPT Leninabad
7. Волгоград растителни електронни устройства "Метеор" Volzhsky
8. Южен Урал Завод "Кристал"
9. Volgograd растителни продукти пиезокерамични Volgograd.

За първи път в Съветския съюз в "Метеор" е проектирана, произведена и монтирана производство на конвейер линия на кварцови резонатори.
През 1971 г., в неправителствена организация "фонон" включва четири независими предприятия.

През 70-те години на Съветския съюз формира ново направление pezotehniki - pezoelektronika, чийто външен вид се дължи на изискванията на миниатюризацията на компонентите, включително резонатори, както и необходимостта от създаване на пълни функционални модули, които са съвместими с компонентите на микроелектронни устройства.
микроелектрониката методи проникват кристал производство технология.
През това десетилетие, ние сме били разработени и пуснати в производство в микрокухините НПО "фонон" за електронни часовници, монолитни филтри, Microgenerators и видях филтри.

Развитие на пиезоелектрични устройства за диагностика на сърдечно-съдовата система, изследвания и създаването на micromovings преобразувателите помпа имплантируеми версия на изкуствено сърце.
Под ръководството на VF Konopkin през 1972-1987 година той разработи серия от сензори, за да се създаде единен серия от SCE за терапевтични ултразвукови излъчватели за измерване на кръвното налягане и друго медицинско оборудване.

През 1971-1973 в клон NIIPT в Зеленоград са разработени и пуснати в производство първите acoustoelectronics продукти, а именно:
- пиезокерамични размножават забавяне линия SAW (за този бранш развитие служители (Britsyn KI Karpeev DV), издадено държавни ордени и медали);
- монолитен кристал филтър на 18,5 MHz;
- лентови филтри SAW 300 MHz;
- честотни селективни microblocks в честотния обхват от 1-100 MHz.

През периода 1971-1975 производството на пиезоелектрични керамика е бил пуснат на промишлена основа, той започва да произвежда оборудване, насочена към подобряване на технологичното равнище на производството на пиезокерамични и якостни свойства на пиезоелектрични керамика: приет пиезоелектричен завод в Волгоград за серийно производство на пиезокерамични материали и елементи от тях

През 1975 г., като тази цел за първи път в СССР в NIIPT разработена технология натискане на гориво от пиезоелектрични керамика (UTS-33) за продуктите на SAS. Този дизайн е носител на националната икономика СССР: Злато (Жаботински, VA), сребърен и четири бронзови медала.

През 1970 г. служителите NIIPT Самсонов YA Тихомиров LG Самсонов NI Тя бе присъдена наградата Ленин Комсомола за развитието и проучването на активните пиезоелектрични филтри.

НОИ "фонон" София
Москва изследователски институт клон на "фонон" Зеленоград (НОИ "ELPA")
Душанбе клон на изследователски институт "фонон" Душанбе (НОИ "Elto")
Завод "Метеорит" в Института по "фонон" София
Заводът в Институт "фонон" София
Завод "Elpa" в Москва клон на изследователски институт "фонон" g.Leninabad
Завод "ION" област g.Kryukovo Москва
Завод "Morion" Ленинград
SKB в завода "Morion" Ленинград
Фабрика "Aurora" Волгоград
SKTB в завода "Aurora" Волгоград
Завод "Метеор" Volzhsky
Завод "Кристал" Южно-Uralsk
Komunarskiy Електромеханична Plant g.Kommunarsk
Завод "Импулс" Черкаси
Завод "Базалт" Бугуруслан Сити
OKBM "Малахит" в завода "Базалт" Бугуруслан Сити

Всички обекти, които са били част от НПО "фонон", в допълнение към централата в Института "фонон" имат самостоятелно управление, да се насладите на правата на юридическите лица и ръководи от директор.

Процесът е активиран производството на материали (синтетичен кварц, високо-чисти синтетични материали пиезоелектрични керамика и други силни piezoelectrics), електронни стоки осемте посоки, собствено производство на специално технологично оборудване, измерване и изпитване на оборудване. Продължителността на производствения цикъл, като се вземат предвид всички области варират от 9 месеца до 1,2 години. НПО "фонон" се характеризира с голям териториален фрагментация, бизнесът му бяха разположени в три държави и девет региона на СССР.

Много уникални и полезни свойства имат кристали. Може би най-забележителните от тях принадлежат към пиезоелектрични свойства.

Пиезоелектрични свойства на кристали, характеризиращи се с много, но не всички, но има само определен симетрия. Тези кристали са, по-специално, турмалин, захар, кварц.

На Фигура 35 изобразява кварцов кристал. Главната ос на кристала - оста на симетрия на третия ред. В перпендикулярна равнина на трите оси на втория ред.

Фиг. 35. Един начин за намаляване на пиезоелектричен кварцов плоча от кварцов кристал.

Е показано на фигурата начин от кристалната плоча нарязани с дебелина около 2 cm. Ние можем да видим, че е перпендикулярна на главната ос и 2-ос за лежат в равнина.

След това, от тази дебелина плоча, перпендикулярни една на осите на ред 2 са нарязани тънка пластина с дебелина около 0,5 мм. От така получения tonkoypezokvartsevoy плоча (отдясно се измества надолу) може да доведе до интересни експерименти.

Връщане на плочата по посока, перпендикулярна на осите на симетрия, и от страничните повърхности на плочата граничат електромер - устройство откриване на електрически заряд (за самолета е необходимо да се сребро към електрическия контакт). Оказва се, че под действието на сгъстяване има ravnyeraznoimonnye такси по ръбовете на плочите. Ако компресия се използва вместо стречинг, таксите се променят признаци: когато компресията има положителен заряд, а се появява отрицателно напрежение, както и обратното. Тук е явление - появата на електрически заряди под налягане или напрежение, и става известен като пиезоелектричество.

Кварцов кристал устройство е изключително чувствителен: електроуреди ни дават възможност за измерване на таксите, включени в кварца в най-незначителна сила, която по друг начин не можем да измерим. Пиезоелектричен кварцов е в състояние да отбележат много бързи промени в налягането, което не е на разположение на други измервателни уреди. Ето защо, ние описахме явлението е от голямо практическо значение, като средство за електрически запис на всички видове механични действия, включително звуци. Достатъчно е лесно да се взриви на пиезоелектричен плоча да отговори електрически уред.

Кварцов кристал плочи, използвани в медицината - те слушат шума в човешкото сърце. Също така, те се използват в инженеринг, тестване машини работят: дали има такива "подозрителен" шум. Но обратно, ПИЕЗОКВАРЦ може да се измери на много високо налягане. Кварцов кристал плоча са от голяма полза в артилерията - те могат да бъдат използвани за измерване на промените в налягането по време на движение на снаряда в цевта. Използвайки като мярка за малки и големи, бавно и бързо променящата се изпускателна система под налягане, което може да ни даде ПИЕЗОКВАРЦ.

Сега трябва да се съсредоточим върху същите механични свойства на пиезоелектрически кварц плоча. Като всяко твърдо тяло, в пиезоелектрически кварц плоча има честота на трептене, както се казва, естествената честота.

Издърпайте или компресиране на пролетта и след това отпуснете: товарът е спряно за тази пролет, ще осцилира с определен природен честота. Отклони махалото; след като го освободи, той също ще варира с естествената честота.

Flip нещо кристална ваза, ще чуете джингъл. Както е известно, звукът - вибрация във въздуха, причинени от бързото разклащане, невидими обекти, излъчващи звук. Кристална ваза, след като го удари, започна да се люлее с естествена честота.

Quartz плоча, също ще започне да се люлее - удължен и съкратена - с естествена честота, ако се удари. Ние можем да изчислим, че дебелината на плоча на 1 см ще направи около 300 000 цикъла в секунда. ухото ни могат да възприемат звук само при честота от около 16 до 20 000 цикъла в секунда. Следователно, пиезоелектричен кварцов излъчва "безшумен звуци" или се казва ултразвук [6].

Въпреки това, ние ще направим едно щракване на табелата ПИЕЗОКВАРЦ колебае само за миг. ПИЕЗОКВАРЦ забележително свойство на преобразуване на механичната енергия в електрическа енергия, както и обратното, го прави доста лесно да се създадат устойчиви трептения на кварц плоча. В експерименти установено, че ПИЕЗОКВАРЦ когато се свързвате към плочата на захранването е леко удължен или договорени в посока - в зависимост от местоположението на източника на полюсите.

Когато пиезоелектричните кварцови плочи в променлив ток верига се разширява и скъсява, т.е. влиза в състояние на трептене с честота на ток. Ако текущите промени посоката на 10 000 пъти в секунда и плочата ще се люшка с една и съща честота. Но тези колебания са малки, тъй като тя не се среща с честота от ламина проприа не "резонира".

Как по-добре да разтърси люлка? Разбира се, за да ги прокара в ритъма на естествените колебания. Ние правим същото и с пиезоелектрически кварц.

Ще вземете AC честота, така че тя е равна на естествена честота на плоча, с други думи, на електрическия ток е действал в резонанс с природните колебания на пиезоелектрически кварц. Плочата идва с силни вибрации енергично излъчващите ултразвукови вълни.

Източникът на ултразвукови вълни - ПИЕЗОКВАРЦ - е намерил широко приложение в различни области на техниката. Изключителното значение на тези вълни за подводно откриване. Те са много по-лесни за обикновените звукови вълни, тъй като този въпрос по-директно. Освен това, ултразвуков сигнал не може да бъде "за подслушване" ухо.

Подобно на всички вълни, ултразвука се отразява от препятствия. С помощта на ултразвук може да се измери дълбочината на морето и като цяло определят отдалечеността на никакви пречки. За тази цел, е необходимо само да се знае скоростта на разпространение на ултразвук, за да се определи времето, след което ще се върне обратно в сигнал, изпратен в посоката на препятствието. Трудно е да се надцени ролята на скромен малък кварцов кристал към разтвора на всички тези проблеми. ПИЕЗОКВАРЦ монтиран на превозното средство, непрекъснато излъчва ултразвук. Ако само в начина на кораб има невидимо подводно препятствие (рок, айсберг), ултразвукова вълна отразява и се връща обратно към "информира" за необходимостта от промяна на курса.

Ултразвуковите вълни са отразени в и от твърди частици, но отчасти и проникват в тях. Ето защо, ултразвук може да свети през тялото и откриване на вътрешни недостатъци невидим. Такъв метод е разработен и успешно се прилага от Съветския учен проф. SY Соколов. Това е много важно, тъй като използването на пиезоелектрически кварц в областта на електрониката, където тя помага да се направи по-стабилен (стабилизиране) на предавателя.

На кристалите, като пиезоелектрическите свойства, по-специално широко използване има именно кварц. Това се дължи на механична и химическа устойчивост, както и доста широко кварц. Институт по физика и Институт по кристалографски академия на науките под ръководството на победителите в член-кореспондент на наградата на Сталин. СССР академия на науките BM Вълна и AV Shubnikova работи на търсене и получаване на други кристали с забележителни пиезоелектрични свойства. Съветските физици, постигнати в тази област блестящи постижения, високо otsenonnye правителство.