Голямина И.П. - Ультразвук (маленькая энциклопедия) (1040516), страница 102
Текст из файла (страница 102)
для твердых тел должны реагировать в основном на определенный тнп волны, для чего используются пластинки из пьэаоэлектрпч. кристаллов специальных срезов (напр., Х-срез кварца илн Я- срез ннобата лития для продольных волн, у-среч нварца для сдвиговых) либо специальная полнрязацня пьезокерамич, преобразователей, специальные конфлгурацни электродов на пьезоэлементе (напр., встречно-штыревая систеыа электродов для приема по- верхностных волн). Помимо прямого пьоаоэффекта, являющегося основой работы болыпинства пьезоэлектрич.
П. у., для измерения интенсивности в пьезополупроводниках иногда используется акугтээлектричэгкий э!уз!!зэк!и. В области высоких УЗ-вых (Р. 100 МГц) и гиперэвуковых частот (в частности, в акугтвэлвктрэникэ) в качестве П. у. применяются пьеэоэлектрич. и магнитострикцнонныо плгкэчныв преобразователи, пьезаполупроводннковые преобразователи различного тяпа, а также метод, основанный на вовбужденин электромагнитных колебаний СВЧ-резонатора пьеаополями, возникающими прн приеме гнперэвука. В лабораторнов практике и в УЗ-вой технике для абсолютных измерений амплитуд смещения применяются бесконтактные П.
у.— злектростатичесние '(емкостные датчики) и индуктивные. Емкостные датчики позволяют нзлзерять амплитуду смещепин от 10 в мкм и выше. Бесконтактные оптич. нетоды — интерференцнонные и мотоды оптич. гетеродиннровання — с применением оптнч. квантовых генераторов (лазеров) позволяют измерять амплитуды смещений поверхности от 10 э — 10 "мкм и вьппе с высокой точностью. Значительные амплитуды смещений порядка нескольких мкм нлн десятков мкм в области ниаких УЗ-вых частот измеряют с точностью не более 10эзв прн помощи микроскопа по размытию хорошо освещенной точки на боковой поверхности колеблющегося тела.
Индикаторы ультразвука. И. у. в газах и жидкостях могут служить равличные вторичные эффекты, возникающие прн относительно больших ннтенсивностнх, напр. достаточно легно наблюдаеыые акустические течения, эффект дэгаэачии ячидкости, появление на поверхности ячидкости ряби, переходящей при дальнейшем уволиченнн интенсивности в фоптанирование (см. Распылэниэ), наконец, кавитацня с еб разнообразными проявленными в виде появления массы пульсирующих пузырьков, возникновения кавитационного !пума, эвукелтлинвгивнЧззи, эффектов очистки и кавитаяиэннэй эрээии (эрозия помещенной в УЗ-вую ванну металлич.
фольги Возволяет судить о распределении акустич. поля). При значительной интенсивности индикация УЗ молвет быть 272 проводимость основана на тепловом эффекте, вызывающем плавление таких хорошо поглощающих УЗ легкоплавких веществ, как воск и парафиы. Для индикации УЗ может служить и его разнообразное химич. действие, напр. выделение иода из нек-рых солей, легко обнаруживаемое по посинению нанесенного на пластинку слоя крахмала,илн выделение хлора иэ его соединений, вызывающее пожелтение раствора. При этом интенсивность окраски, возникающей при сонохимич, реакции, используют и для количественной оценки интенсивности звука.
Ускорение проявления фотографнч. эмульсии под действием УЗ применяют в экспериментах для определения конфигурации УЗ-ваго поля. Колебания твердых тел можно обнаружить с помощью насыпвыкого на их поверхность мелкого порошка (ликоподия, песка и т. и.), Когда амплитуда ускорения поверхности к, следовательно, находящихся на ней частиц порошка становится равной ускорены!о земного притяжения, частицы начинают подпрыгивать на поверхности и концентрироваться в узлах колебаний, образуя Хладпо фигурм, позволяющие судить о распределении амплитуды колебаний. Обширные возможности для индикации УЗ представляют различные оптнч. методы, применяемые от ниаких УЗ-вых до гвперзвуковых частот в широком динамич.
диапазоне (см. Визуапивацип звувооозо поля, Дифрапцоя света па упьюразоупо). Дапопнительными достоинствами этих методов являются возможность измерений внутри твердых тел, отсутствие возмущения акустич. поля, безынерционность, свобода от электромагнитных помех. Их применение, естественыо, ограничено оптически прозрачными средами. Лам.: Б е р г м в я Л., Ультразвук и его применение в науке в техквке, сер. с оем., М., 1956; М в т в у ш е к И., Упьтрвзвуковвя техника, пер. с яем., М., !969; Н о л е с н и к о в А. Е., Ультразвуковые измерения, М., 1976. Ы. П. Гюля иоо, Л.
Я. Зпр мзо. ПРОВОДИМОСТЬ а к у с т и ч ес к а я — величина, обратная импедансу акустическому: удеяьвая П. к.-л. поверхности — отношение попобатепьной скорости частиц на этой поверхности к ввупооому давлению. Так, удельная П. сосредоточенной массовой нагрузки равна 1/юо1, где т — поверхностная плотность нагрузки, ю— круговая частота колебаний, 1 — мнимая единица. Удельная П. сосредоточенной упругостыой нагруаки, опйртой ва абсолютно жесткую стенку, равна — 1ю1к, где к — коэфф. упругости, рассчитанный на единицу площади поверхности.
Акустич. П. используется при построении эквивалентных схем на основании 2-й системы электромеханических аналогий (см. Элептромепаничеспие и опептроапустичеспие апопогии), тогда как при построении их на основании 1-й сястемы аналогий используется акустич. импеданс. Лисы Исакович М. А., Оеи1вя авуствва, м., 1973.
ПРОДОЛЬНЫЕ ВОЛНЫ вЂ” оспам, направление распространения к-рых совпадает с направлением смещений и скоростей частиц среды. П. в. являются, напр., упрузие оспом, раепространяющиеся в газах и жидкостях. ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ и з л учателя нулевого порядк а — обарппап скорость малого по сравнению с длиной волны иалучателя нулевого порядка, создающего то же звуковое поле, что и данный излучатель (см.
Изпрчение варка). Для излучателя нулевого порядка конечного радиуса а модуль объемной скорости У связан с его производительностью () ф-лой; )' = Я1 + (Йа)1) 7*, где й — волновое число звука. Ло»зо Р ж е в к и э П. И., Курс левака оо теории звука, М., 1960. ПУЧНОСТЬ вЂ” точка (линия, поверхность), в к-рой амплитуда той или иной величины, характеризующей данную стоячую волну (смещение, колебательная скорость, звуковое давление и т. и.), принимает максимальное значение.
ПЬЕЗОКЕРАМИКА — поликристалличесиие согнотоолептропи, обладающие после нх поляризации в электрич. поле устойчивыми н хорошо выраженными пьезоэлектрич. свойствами. Способ изготовлеыия П., ее механич. свойства и структура аналогичны обычной керамике. По структуре неполяризованная П.представляет собой совокупность кристаллитов— зерен со случайной ориентацией кристаллографич. осей, причем каждый кристаллит имеет сложную доменную структуру, а полная споытвнная поля- ПЬЕЭОКЕРАМИКА ризация образца равна нулю (см. СвгНстоэлвктричвство).
Б отсутствии поляризации сегнетоэлектрич. керамика не является пьввоэлвксприком, т. К. В целоМ относится к системам, имеющим центр симметрии, однако обладает сильной электроссприкзивй. Зерна имеют раамеры 3 — 100 мкм и кристаллич. структуру, несколько искаженную на границах. Они разделены между собой межкрисгаллитиой прослойкой. Размеры зерен оказывают влияние на свойства П., причем, как правило, существенными для практики преимуществами обладает П. с мелкими зернами.
Б процессе поляризации, т. е. выдержки керамики в сильном постоянном электрич, поле, электрич. моменты демонов всех зерен ориентируются вдоль поля. После выключения поля эта преимущественная ориентация сохраняется благодаря гистерезису, и керамика приобретает полярную анизотропию, т. е. переводится в класс пироэлектриков с симметрией 6 тт(Свс). Большинство составов П. основано на химич. соединениях с ф-лей АВОв (напр., ВаТ!Оэ, РЬТ!Ог) с кристаллич, структурой типа перовскита и различных твердых растворов на их основе (напр, системы ВаТ!Оэ — СаТ!Ою ВаТ!Оз — СаТ(Оэ — СоСОэ, ХаНЬОв— КИЬОв).
Особенно широко используЮтСя в качестве пьвэоэлвктричвскик маспвриалов составы системы РЬТ!Ов — РЬ7гО, (т. н. систеиа Р7Т, или ЦТС). Практич. интерес представляет также ряд соединений с ф-лой АВгОв, напр. РЬ7(ЬгО„имеющих весьма высоиую Еюри точку (-570 'С), что позволяет создавать пьезоэлементы для работы при высоких темп-рах. Процесс изготовления П. разделяется на несколько этапов. При осуществлении синтеза заданного сегнетоэлектрич. соединения исходное сырье (окислы или соли, напр, двуокись титана и окись бария) измельчается и смешивается в количествах, соответствуанцих стехиометрич.
составу соединения, а затем подвергается термич. обработке при темп-рах 900 — 1300 'С, в процессе к-рой происходит химич. синтез. Испольвуется также т. н. метод осаждения нв водных растворов, при к-ром темп-ра синтеза благодаря идеальному перемешизанию компонент снижается до 750 — 1000 'С. Из порошкообразного синтезированного иатериала прессованием (а также литьем под давлением) получаются заготовки необходимой конфигурации и размеров для будущих пьезоэлементов, к-рые за" тем подвергаются обжигу по строго определенному температурному режиму, в больпвой степени определяющему свойства П. Механич.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
