Старение пьезокерамики системы ЦТС под действием электрических и механических напряжений

• Автор: Ланин, Виктор Аронович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 141 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ. Общая характеристика работы
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО ЭЛЕКТРИЧЕСКОМУ и МЕХАНИЧЕСКОМУ СТАРЕНИЮ ПЬЕЗОКЕРАМИКИ (Аналитический обзор)
1.1. Классификация и свойства пьезокерамических материалов системы цтс (РьгЮз-РЬтЮз)
1.1.1. Общая характеристика
1.1.2. Классификация и свойства
1.1.3.Структурные особенности.Изоморфизм. Морфотропная область
1.2. Старение пьезокерамики системы ЦТС
1.2.1. Естественное старение
1.2.2. Действие механического напряжения
1.2.3. Влияние электрического поля
1.2.4. Электрическая усталость
1.2.5. Влияние состава и микроструктуры на свойства и старение пьезокерамики
♦ Влияние модифицирующих ионов
♦Влияние микроструктуры
1.3. Механизмы старения пьезокерамики. Модели старения
1.3.1. Домешшй механизм старения
1.3.2. Модель поляризации и старения сегнетокерамики
по Окадзаки
1.3.3. Механизм фазовых превращений
1.3.4. Электрохимическое старение
Выводы
ГЛАВ А 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СТАРЕНИЯ
2.1. Характеристики исследуемых образцов
2.2. Методы измерения электрофизических параметров
2.2.1. Измерение относительной диэлектрической
проницаемости е и диэлектрических потерь
2.2.2. Определение знака поляризации
2.2.3. Измерение пьезомодуля, коэффициента электромеханической связи и механической добротности
2.3. Методы исследования старения пьезокерамики
2.3.1. Режимы нагружения пьезокерамических образцов
2.3.2. Рабочая ячейка для образцов при электрическом
нагружении
2.3.3. Проведение испытаний в режимах постоянного (Е.) и переменного (ЕЦ электрического поля
2.3.4. Ускоренный режим
2.3.5. Одновременное воздействие механического напряжения сжатия и
электрического поля
2.4. Погрешность измерений
2.5. Методика измерения амплитуды резонансных колебаний и температуры разогрева пьезокерамических образцов
2.5.1. Измерение амплитуды колебаний
2.5.2. Измерение температуры разогрева образцов
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СТАРЕНИЯ ПЬЕЗОКЕРАМИКИ В РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ
3.1. Критерии старения пьезокерамики
3.2. Старение ПК ЦТС под действием внешнего электрического поля
3.2.1 .Постоянное электрическое поле
♦ Длительный периодический режим (слабые и средние поля)
♦ Слабые и средние поля, непрерывный режим
♦ Сильные электрические поля
♦Интерпретация результатов старения ПК в сильных электрических полях
3.2.2. Переменное электрическое поле
3.2.3. Сегнетожесткость и электрическое старение
3.3. Старение пьезокерамики под воздействием одноосных механических
напряжений
3.3.1. Ступенчатый режим нагружения и разгрузки
3.3.2. Длительное статическое нагружение
3.3.3. Проверка гипотезы структурно-фазовых переходов при старении пьезокерамики
Выводы
ГЛАВА 4. СТАРЕНИЕ ПЬЕЗОКЕРАМИКИ ПРИ ОДНОВРЕМЕННОМ ДЕЙСТВИИ МЕХАНИЧЕСКИХ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ
4.1. Статическая нагрузка (о£Ж = 40МПа) + постоянное электрическое поле (Е=ЗООВ/мм), режим по Е - прерывисто-периодический
4.2. Статическая нагрузка (асж= 40МПа) + постоянное электрическое поле (Е_=300В/мм), непрерывный режим
4.3. Совместное действие механического напряжения сжатия и переменного электрического поля
4.3.1. Статическая нагрузка (стсж= 40МПа) + переменное электрическое поле ( Г=1кГц, Е_=300В/мм), режим по полю прерывисто-периодический
4.3.2. Статическая нагрузка (суСж= 40МПа) + переменное электрическое
поле ( Г=1кГц, Е_=300В/мм), непрерывный режим
Выводы
В таблице 2.2 приведены результаты измерения С и 1§б десяти образцов одной партии на каждом из приборов.
Таблица 2.2- Значения параметров образцов ПК, измеренных различными
приборами
№ обр. Р - 5004 (1 кГц) Р -589 (1 кГц) Е7-5А (300 ч- 500 кГц)
С, пФ 1§8 С, пФ 1р5 С, пФ
1 6550 0.0300 6540 0.0240 4592
2 4100 0.0820 4021 0.0665 3153
3 6000 0.0340 5692 0.0339 4407
4 6560 0.0279 6468 0.0248 4755
5 6717 0.0260 6681 0.0241 4649
6 6244 0.0290 6210 0.0260 4607
7 5920 0.0295 5900 0.0265 4445
8 5816 0.0297 5787 0.0294 4456
9 6125 0.0267 6109 0.0252 4477
10 6628 0.0267 6602 0.0254 4603
В таблице 2.3 сведены результаты повторяемости измерения электроемкости С одного и того же образца.
Таблица 2.3- Результаты математической обработки результатов измерения электроемкости образца на разных мостах переменного тока
Тип прибора
Р - 589 Р
Среднее значение емкости, пФ 6143 6124
Дисперсия 19
Среднеквадратичное отклонение, пФ 4,4 3,15
Коэфф. вариации, % 1,38 0,3