Журнал о Медицине
rss новости rss статьи rss все архив
Словарь научных терминов

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. 1.-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]

Т а б л. 2 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. 3. 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.

Табл. 4.-СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ ЗВУКОПРОВОДОВ АКУСТООПТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ

Материал
Плотн.,

г/см3

V, м/с
в*10-7,

дБ/(мкс*Гц2)

М2*1015,

с3/кг

Показатель преломления
http://www.pora.ru/image/encyclopedia/4/5/7/1457.jpeg мкм
Свет
Звук
http://www.pora.ru/image/encyclopedia/4/5/8/1458.jpeg мкм
поляризация
тип волны
направление распространения волны*
n0
пе
Плавленый кварц
2,200
5960 3760
0,71 0,33
1,56 0,46
1,46 1,46
0,2-4,5 0.2-4,5
0,63 0.63
1 || или 1
L S
Иодноватая к-та**
4,63
2890
0,29
39
0,3-1,8
0,63
[010]
L
[010]
http://www.pora.ru/image/encyclopedia/4/5/9/1459.jpeg НIO3
2440
86
0,3-1,8
0,63
[100]
L
[001]
Диоксид теллура
5,99
4200
0,42
34,5
2,259
2,412
0,35-5,0
0,63
[100]
L
[001]
ТеО2
617
из
793
2,259
2,412
0,35-5,0
0,63
Круговая
S
[ПО]
Ниобат лития
4,628
6550
0,012
27,4
2,29
2,20
0,4-4,5
0.63
II [001]
L
[100]
LiNb03
7330
0,025
6,4
2,29
2,20
0,4-4,5
0.63
1 [001]
L
[001]
Теллур
6,25
2200
0,44
4400
4,80
6,25
5-20
10,6
II [1120]
L
[1120]

* Совпадает с направлением смещения в звуковой волне. ** Главные значения показателя преломления: п. = 1,98, пь = 1,96, пе = 1,84.

Осн. элементы акустоэлектронных устройств, для изготовления к-рых используют А. м.,-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,http://www.pora.ru/image/encyclopedia/4/6/0/1460.jpeg -плотн. материала); n0 и ne - показатели преломления для обыкновенного (поляризованного в главной плоскости) и необыкновенного (поляризованного перпендикулярно главной плоскости) лучей света в одноосных кристаллах;http://www.pora.ru/image/encyclopedia/4/6/1/1461.jpeg -диапазон прозрачности;http://www.pora.ru/image/encyclopedia/4/6/2/1462.jpeg-длина волны света; значки || иhttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/4/6/3/1463.jpeg обозначают поляризацию света соотв. вдоль и поперек направления распространения звука.

Лит.: СмагинА.Г., Ярославекий М. М., Пьезоэлектричество кварца и кварцевые резонаторы, М., 1970; Рябцев Н.Г., Материалы квантовой электроники, М., 1972, с. 96-241, 274-379; Сыркий Л. Н., Пьезомагнитиая керамика, 2 изд., Л., 1980; Глозман И. А., Пьезокерамнка, 2 изд., М., 1972; Яффе В., Кук У., Яффе Г., Пьезоэлектрическая керамика, пер. с англ., М., 1974; Поверхностные акустические волны, под ред. А. Олинера, пер. с англ., М., 1981, с. 270-358; Акустические кристаллы. Справочник, под ред. М.П. Шаскольскон, М., 1982., В. С. Бопдаренко, В. В. Чкалова.


Здоровье и профилактика Акушерство и гинекология Стоматология Красота Зрение Энциклопеди Адреса Реклама
Видео