image001

       Популярное материаловедение        t-d-10

 

Материаловедение для всех

 

 

 

 

Акустические материалы

 

АКУСТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ, предназначены для создания акустоэлектронных и акустооптич. устройств, использующих явления, возникающие при распространении упругих волн в среде (фотоупругость, пьезоэффект, акустоэлектрич. эффект и др.). Св-ва A.M., используемых в акусто-электронике, приведены в табл. 1-3. Обозначения в табл.: L - объемные продольные ультразвуковые волны, S - объемные сдвиговые, или поперечные, волны; К - коэф. электромех. связи, характеризующий эффективность преобразования электрич. энергии в упругую и обратно; F-скорость распространения звуковой волны; В-коэф. затухания ультразвука; в квадратных скобках-индексы Миллера для разл. кристаллографии, направлений ([100], [010] и [001]-направлен и я соотв. вдоль осей х, у и z; [110]-под углом 45° к осям х и у; [111]-вдоль пространственной диагонали куба).

 

Табл. СВОЙСТВА МОНОКРИСТАЛЛОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ

Материал

Плотн., г/см3

к, %

е

V, м/с

Тип волны

Направление распространения волны

Диоксид кремния SiO2 (кварц)

2,65

13,7

4.58

3800

S

[010]

Ниобат лития

4,63

68,0

84,6

4800

S

[100]

LiNbO3

 

18,0

28,6

7330

L

[001]

Танталат лития

7,30

19,0

38,4

6160

L

[001]

LiTaO3

 

44,0

47,4

3360

S

[100]

Оксид цинка

5,64

28,2

11,0

6100

L

[001]

ZnO
Керамика на основе
изердых р-ров состава Pb(Ti, Zr)O3

7,40

41,0

1100

3000

L

[001]

 

Табл. СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ЗВУКОПРОВОДОВ УСТРОЙСТВ, РАБОТАЮЩИХ НА ОБЪЕМНЫХ ПОПЕРЕЧНЫХ ВОЛНАХ

Материал

Плотн.,

г/см3

У, м/с

В-1017, дБ/(мкc*Гц2)

Направление распространения волны

Направление смешения в звуковой волне

Хлорид натрия NaCl (монокристалл)

2,168

2460

0,22

[110]

[001]

Фторид лития LiF (монокристалл)

2,640

3620

1,23

[110]

[ПО]

Плавленый кварц

2,200

3760

0.71

Свинецсодержашее стекло

3,425

2740

21,1

 

Табл. СВОЙСТВА МОНОКРИСТАЛЛОВ ДЛЯ ЗВУКОПРОВОДОВ УСТРОЙСТВ, РАБОТАЮЩИХ НА ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОЛНАХ

Материал

V*, м/с

В-1017,

дБ/(мкс* Гц2)

К, %

Температурный коэф. задержки ТКЗ*106,

к-1

Срез кристалла, направление распространения звуковой волны

Диоксид кремния SiO2 (кварц)

3160

0,26

0,23

-24

(010), [100]

Ниобат лития LiNbO3

3490

0,107

4,5

94

(010), [001]

Танталат лития LiTaO3

3230

0,114

0,74

35

(010). [001]

Германат висмута Bi12Ge020

1710

0,164

1,7

128

(111), [110]

* Скорость волн Рэлея-поверхностных волн с направлением смещения, перпендикулярным граничной пов-сти.

 

Осн. элементы акустоэлектронных устройств, для изготовления к-рых используют акустические материалы,-преобразователи электрич. энергии в акустическую и наоборот, а также звукопроводы. Для возбуждения и приема объемных волн используют пьезоэлектрич. преобразователи на основе монокристаллов кварца, LiNbO3 и др.

Типичные A.M. для звукопроводов устройств, работающих на объемных волнах (т. наз. линий задержки), - монокристаллы NaCl и др. галогенидов щелочных металлов, кварца, гранатов, кварцевое стекло, а также спец. стекла, металлич. сплавы и др. материалы, характеризующиеся малым В. Для устройств, работающих на поверхностных акустич. волнах (полосовые фильтры, устройства акустич. памяти, корреляц. обработки и др.), используют пьезо-, сег-нетоэлектрики и полупроводники. Св-ва основных A.M. для этих устройств приведены в табл. 3. Перспективные материалы-LiIO3, LiTaO3, Bi12GeO20, Bi12SiO20, TeO2, пленки ZnO и A1N на сапфире.

A.M. вакустооптике предназначены для изготовления модуляторов, дефлекторов, фильтров и др. устройств, работающих на основе взаимод. лазерного излучения (электро-магн. волн) со звуковыми волнами. Эти материалы должны быть прозрачными в соответствующей области оптич. спектра лазерного излучения. Осн. характеристики этих материалов приведены в табл. 4. Обозначения в табл.: М2-акустооптич. кач-во материала (M2 = pn6/pV3, где р-упругооптич. постоянная, п-показатель преломления, -плотн. материала); n0 и ne - показатели преломления для обыкновенного (поляризованного в главной плоскости) и необыкновенного (поляризованного перпендикулярно главной плоскости) лучей света в одноосных кристаллах; -диапазон прозрачности;-длина волны света; значки || и обозначают поляризацию света соотв. вдоль и поперек направления распространения звука.

 

По материалам сайта www.xumuk.ru

 

Введение

 в химию

материалов

 

Материалы

от древности

до наших дней

 

Материаловедение

для всех

МИР МАТЕРИАЛОВ

@ неорганические

материалы

@ органические

материалы

@ композиционные

материалы

@ функциональные

материалы

@ умные материалы

@ наноматериалы и

низкоразмерные системы

 

МИР ВЕЩЕЙ

 

Материалы вокруг нас

 

 

 

Словарь