Материал: Учебное пособие ЭТМ

пьезоэлектрические трансформаторы (применяются в радиотехнике, преобразуют электрическую энергию в механическую и электрическую);

пьезоэлектрические приемники (обладают высокой чувствительностью и низким уровнем шумов).

Пироэлектрики. Прямой пироэффект («пиро» от греческого слова «тепло») заключается в том, что на поверхности диэлектрика появляются заряды, а в объеме возникает вектор поляризованности (Р) при нагревании или охлаждении диэлектрика. Пироэффект значительно слабее, чем пьезоэффект. Обратный пироэффект состоит в том, что при изменении электрического поля изменяется температура диэлектрика.

Типичные представители пироэлектриков:

- кристаллы — триглицинсульфат, LiNbO3 (Nb — ниобий) и LiTaO3 (Ta — тантал). Ниобат и танталат лития могут применяться до

500° С;

-керамика ЦТСЛ: цирконий (Zr), титан (Ti), свинец (Pb), лантан

(La) – ZrO 2 – TiO 2 – PbO – La 2O3 и др.

Применение пироэлектриков:

датчики и приемники излучения, включая СВЧ, ИК и УФ излучения;

теплометрические приборы; датчики ударных волн.

Электреты — диэлектрики, в которых длительно сохраняется предварительно созданное неравновесное распределение электрических зарядов, обеспечивающее существование электрического поля, т. е. для них характерно отсутствие зависимости заряда от времени. Диэлектрики этого вида отличаются временами релаксации порядка нескольких лет. Электрет является электрическим аналогом постоянного магнита (рис. 2.15).

28

(порядка 20 лет, особенно, если пленка работает при пониженной влажности).

Применение электретов: микрофоны, телефоны, датчики влажности, сейсмодатчики, искробезопасные воздушные фильтры.

Жидкие кристаллы — это вязкие жидкости, которые в то же время обладают анизотропией свойств, т. е. зависимостью свойств от направления приложения воздействия, что характерно для твердых кристаллических тел.

Жидкий кристалл по физическому состоянию находится между жидкостью и твердым телом в некотором температурном интервале:

Эти кристаллы впервые были обнаружены в 1888 году австрийским ботаником Ф. Рейнитцером в растениях. Молекулы жидких кристаллов имеют вытянутый палочкообразный вид. Химическая связь между молекулами слабая, поэтому молекулы могут под действием электрического поля поворачиваться, что препятствует или способствует прохождению света через кристалл. Представители: органические материалы, например, р — метоксибензилиден (С18Н21NO) – р' – n — бутиланилин.

Жидкие кристаллы используются в электрооптических ячейках цифровых индикаторных устройств, дисплеев и др.

Лазерные материалы — материалы, в которых возможен одновременный коллективный переход электронов в атомах с одного энергетического уровня на другой с излучением мощного импульса энергии (излучение в сверхвысокочастотном и инфракрасном диапазонах).

Лазерный материал состоит из диэлектрической матрицы с ак-

на основе розового рубина: Al2O3 + (0,03 – 0,05) % Cr 3 +, где Al2O3 — диэлектрическая матрица, (0,03 – 0,05) % Cr 3 + — ион-активатор.

30

Al2O3 + 0,5 % Cr3 + — ярко-красный рубин (драгоценный камень, второй по стоимости после алмаза). Розовые рубины для лазеров в настоящее время выращиваются искусственным способом.

Лазеры применяются, начиная с военных нужд, заканчивая медицинскими: определение расстояний, для технологических процессов (резка, пайка, сварка, изготовление отверстий), наведение авиационных бомб на цель (с высоты 10 км с точностью ± 1 м), при операциях на сетчатке глаза, подпитка энергией плазмы в термоядерном реакторе и другое.

Электрооптические материалы. Характерной особенностью этих материалов является наблюдаемая в них зависимость показателя преломления света от напряженности электрического поля. Таким образом, меняя напряженность электрического поля, можно изменять интенсивность оптического сигнала. Механизм этого явления при внешнем сходстве с эффектами, наблюдающимися в жидких кристаллах, имеет различную природу. Эти материалы применяются в оптоэлектронике.

Представителями электрооптических материалов являются: кристаллы LiNbO3 и LiTaO3 с доменной структурой;

керамика ЦТСЛ = ЦТС (PbZrO3 + PbTiO3) + оксид лантана (La2O3) и др. Эти материалы уже встречались ранее в тексте в виде пироэлектриков.

Магнитные материалы. По применению в технике магнитные материалы подразделяются следующим образом:

магнитомягкие материалы; магнитотвердые материалы;

магнитные материалы специального назначения; магнитные жидкости.

31