Введение
ГЛАВА 1. Состояние вопроса по электрическому и механическому старению пьезокерамики (Аналитический обзор) 13
1.1. Классификация и свойства пьезокерамических материалов системы ЦТС (PbZi-Оз-РЬТіОз) 13
1.1.1. Общая характеристика 13
1.1.2. Классификация и свойства 15
1.1.3.Структурные особенности.Изоморфизм. Морфотропная область 18
1.2. Старение пьезокерамики системы ЦТС 20
1.2.1. Естественное старение 20
1.2.2. Действие механического напряжения 22
1.2.3. Влияние электрического поля 24
1.2.4. Электрическая усталость 26
1.2.5. Влияние состава и микроструктуры на свойства и старение пьезокерамики 27
Влияние модифицирующих ионов 28
Влияние микроструктуры 30
1.3. Механизмы старения пьезокерамики. Модели старения 32
1.3.1. Доменный механизм старения 32
1.3.2. Модель поляризации и старения сегнетокерамики поокадзаки 36
1.3.3. Механизм фазовых превращений 40
1.3.4. Электрохимическое старение 42
Выводы 44
ГЛАВА 2. Объекты и методы исследования старения 48
2.1. Характеристики исследуемых образцов 48
2.2. Методы измерения электрофизических параметров 48
2.2.1. Измерение относительной диэлектрической проницаемости є и диэлектрических потерь tg8 49
2.2.2. Определение знака поляризации 51
2.2.3. Измерение пьезомодуля, коэффициента электромеханической связи и механической добротности 52
2.3. Методы исследования старения пьезокерамики 54
2.3.1. Режимы нагружения пьезокерамических образцов 54
2.3.2. Рабочая ячейка для образцов при электрическом нагружении 57
2.3.3. Проведение испытаний в режимах постоянного (Е.) и переменного (Е,.) электрического поля 58
2.3.4. Ускоренный режим 59
2.3.5. Одновременное воздействие механического напряжения сжатия и электрического поля 60
2.4. Погрешность измерений 62
2.5. Методика измерения амплитуды резонансных колебаний и температуры разогрева пьезокерамических образцов 63
2.5.1. Измерение амплитуды колебаний 63
2.5.2. Измерение температуры разогрева образцов 64
ГЛАВА 3. Результаты исследования старения пьезокерамики в различных режимах действия электрических и механических напряжений 67
3.1. Критерии старения пьезокерамики 67
3.2. Старение ПК ЦТС под действием внешнего электрического поля 69
3.2.1.Постоянное электрическое поле 69
Длительный периодический режим (слабые и средние поля) 71
Слабые и средние поля, непрерывный режим 73
Сильные электрические поля 77
Интерпретация результатов старения ПК в сильных электрических полях 82
3.2.2. Переменное электрическое поле 84
3.2.3. Сегнетожесткость и электрическое старение 89
3.3. Старение пьезокерамики под воздействием одноосных механических напряжений 94
3.3.1. Ступенчатый режим нагружения и разгрузки 95
3.3.2. Длительное статическое нагружение 96
3.3.3. Проверка гипотезы структурно-фазовых переходов при старении пьезокерамики 98
Выводы 103
ГЛАВА 4. Старение пьезокерамики при действии механических и электрических напряжений 106
4.1. Статическая нагрузка (a 40МПа) + постоянное электрическое поле (Е =ЗО0В/мм), режим по Е - прерывисто-периодический 106
4.2. Статическая нагрузка (аСж= 40МПа) + постоянное электрическое поле (Е =300В/мм), непрерывный режим 110
4.3. Совместное действие механического напряжения сжатия и переменного электрического поля 113
4.3.1. Статическая нагрузка (асж= 40МПа) + переменное электрическое поле (f=lKTn, Е =300В/мм), режим по полю прерывисто-периоди
ческий 114
4.3.2. Статическая нагрузка (a»= 40МПа) + переменное электрическое поле (Г=1кГц, Е =300В/мм), непрерывный режим 115
Выводы 117
ГЛАВА 5. Влияние переменного электрического и статического механического напряжений на резонансную амплитуду колебаний и температуру разогрева пьезо -керамики ЦТС-19 119
5.1. Амплитудно-частотная характеристика колебаний пьезодисков из ПК ЦТС-19. Эффект насыщения по электрическому напряжению 120
5.2. Температура разогрева образцов пьезокерамики 121
5.3. Амплитудно-температурные характеристики пьезокерамики при длительном воздействии переменного электрического напряжения и статической механической нагрузки 123
Выводы 126
Общие выводы 127
Список литературы 129
Приложение 140
