Використання п’єзокераміки у телефонах і мікрофонах

Разом з тим використовується кераміка на основі титанату барію (ТБ) і титанату свинцю (ТС). В останні роки розробляються нові п’єзокерамічні матеріали з властивостями, що дозволяють у деяких випадках використовувати їх замість більш дорогих п'єзоелектричних кристалів.

Зокрема, розроблена і виробляється група матеріалів на основі ніобату свинцю, що вже знайшла практичне застосування завдяки можливості її використання в діапазоні частот до 30 і більш Мгц. Значні дослідження проводяться по створенню п’єзокерамічних композитних матеріалів, а також багатошарової кераміки. Закордонні виробники в залежності від п'єзоелектричних властивостей поділяють її на сегнетожорстку і сегнетом’яку. У вітчизняній практиці існує додатковий розподіл на кераміку середньої сегнетожорсткості, а також виділяються високостабільні, високотемпературні і т.п. матеріали.

Якість п’єзокераміки характеризується наступними, прийнятими за кордоном, основними параметрами:

KT33 (e33/e0) — відносна діелектрична проникність;

tg d — тангенс кута діелектричних утрат при частоті 1 кгц у слабких полях;

Tc (Tk) — температура точки Кюрі;

Kp K33 K31 K15 — коефіцієнти електромеханічного зв'язку;

d33 -d31 d15 — п'єзоелектричні модулі;

g33 g31 g15 — електричні коефіцієнти по напрузі;

YE11 YE33 — модулі Юнга;

NL NT NR — частотні постійні;

SE11 SE33 — параметр еластичності;

r — щільність;

Qm — механічна добротність.

3. П’єзокерамічні елементи

На відміну від п'єзоелектричних кристалів, п’єзокерамічні елементи виготовляються методом напівсухого пресування, шлікерного лиття, гарячого лиття під тиском, екструзії чи ізостатичного пресування з наступним випалом на повітрі при температурі 1000–1400 градусів по Цельсію. З метою зменшення пористості випал може проводитися в середовищі кисню, чи елемент виготовляється за допомогою методу гарячого лиття. За спеціальною технологією на поверхню заготівель наносяться електроди.Після цього кераміку роблять п'єзоелектричною з будь-яким обраним напрямком поляризації шляхом приміщення її в сильне електричне поле при температурі нижче так званої точки Кюрі. Поляризація звичайно є остаточним процесом при виготовленні п’єзокерамічних елементів, хоча за ним випливає термостабілізація і контроль параметрів.

П'єзоелектрична кераміка представляє собою твердий, хімічно інертний матеріал, зовсім нечуттєвий до вологості й інших атмосферних впливів. По механічних якостях вона подібна керамічним ізоляторам.

У залежності від призначення п’єзоелементи можуть мати саму різноманітну конфігурацію — від плоскої до об'ємної (сфери, півсфери і т.п.)

Для наступного розуміння доцільно ввести наступний загальноприйнятий в закордонній практиці умовний розподіл типових п’єзоелементів у залежності від їхньої конфігурації: пластина (plate), диск (disc), кільце (ring), брусок (bar), стрижень (rod), циліндр (cylinder). Існують також гнучкі п’єзокерамічні елементи: пластинчасті (plate bender) і дискові (disc bender), що, у свою чергу, підрозділяються на юніморфи (unimorph), тобто одношарові, і біморфи (bimorph) — двошарові.