П'єзоелектрики - монокристали

Кварц. Кварц - широко распростроненіе в природі мінерал, нижче температури 573 за Цельсієм кристалізується в тригонально-трапецоедріческом класі гексагональної сингонії. Він належить до енантіоморфних класу і зустрічається в природі у двох модифікаціях: правої і лівої.

За хімічним складом кварц являє собою безводний діоксид кремнію (SiO2) молекулярна маса 60,06.

Кварц відноситься до числа найбільш твердих мінералів, має високу хімічну стійкістю.

Глобальний форми природних кристалів кварцу відрізняються великою різноманітністю. Найбільш звичайною формою є комбінація гексагональної призми і ромбоедрів (Пірамідальні грані). Грані призми розширюються до основи кристала і мають на поверхні горизонтальну штрихування.

Годний для використання в п'єзоелектричної апаратурі кварц зустрічається в природі в вигляді кристалів, їх уламків і окатанного галек. Колір від безбарвно-прозорого (Гірський кришталь) до чорного (моріон).

Зазвичай природні кристали кварцу містять в собі різні дефекти, що знижують їх цінність. До числа дефектів відносяться включення сторонніх мінералів (рутил хлорит), тріщини, міхури, фантоми, блакитні голки, звили і двійники.

В Нині поряд з природними використовуються синтетичні кристали кварцу, вирощувані в автоклавах при підвищених температурі і тиску з насичених діоксидом кремнію лужних розчинів.

П'єзоелектричні властивості кварцу широко використовуються в техніці для стабілізації та фільтрації радіочастот, генерування ультразвукових коливань і для вимірювання механічних величин (пьезометра).

Турмалін. Турмалін кристалізується в тригонально-пірамідальному класі Тригональна сингонії. Кристали призматичні з поздовжньої штрихуванням, подовжені, часто голчастою форми.

За хімічним складом турмалін являє собою складний алюмоборосілікат з домішками магнію, заліза або лужних металів (Na, Li, K).

Колір від чорного до зеленого, також червоний до разового, рідше безбарвний. При терті електризується, володіє сильним піроелектричні ефектом.

Турмалін широко поширений в природі, однак у більшості випадків кристали рясніють тріщинами. Бездефектні кристали, придатні для п'єзоелектричних резонаторів, зустрічаються рідко.

Основним перевагою турмаліну є більше значення приватного коефіцієнта по порівнянні з кварцом. Завдяки цьому, а також через більшої механічної міцності турмаліну можливе виготовлення резонаторів на більш високі частоти.

В Нині турмалін майже не використовується для виготовлення п'єзоелектричних резонаторів і має обмежене застосування для вимірювання гідростатичного тиску.

Сегнетова сіль. Сегнетова сіль кристалізується в ромботетраедріческом класі ромбічної сингонії. Належність до енантіоморфних класу визначає теоретичну можливість існування правих і лівих кристалів сегнетової солі. Однак одержувані з відходів виноробства кристали сегнетової солі бувають тільки правими.

Для оберігання від впливу вологи п'єзоелементи з сегнетової солі покривають тонкими плівками лаку.

п'єзоелементів з сегнетової солі широко використовувалися в апаратурі, що працює в порівняно вузькому температурному інтервалі, зокрема, в звукознімачах. Проте в даний час вони майже повністю витіснені керамічними п'єзоелементів.

дигідрофосфат амонію. Дигідрофосфат амонію кристалізується в тетрагональної сингонії. Кристали являють собою комбінацію тетрагона піраміди і призми.

Кристали дигідрофосфату не містять кристалізований води і не зневоднюються. При 93% відносної вологості повітря кристали починають поглинати вологу і розчиняться.

дигідрофосфат амонію плавиться при температурі 190 градусів Цільсій, проте вище 100 градусів з поверхні кристала починає випаровуватися аміак. Це обмежує верхній межа робочих температур.

В Нині внаслідок широкого розвитку п'єзоелектричної кераміки застосування дигідрофосфату амонію обмежена.

Вінокіслий калій. Виннокислий калій (умовне позначення ВК) кристалізується в монокристаллической сингонії.

Втримується у ВК кристалізаційна вода міцно пов'язана. Дослідним шляхом встановлено, що до температури 80 градусів зневоднення не настає. Помітне розчинення ВК починається при 80% вологості.

Резонатори з ВК мають високі добротності і коефіцієнта електромеханічного зв'язку. Вони можуть заміняти кварц в фільтрах далекого зв'язку.

ниобата літію. Ніобат літію - синтетичний кристал, кристалізується в Дітрігонально-пірамідальному класі ромбоедричної сингонії.

ніобата літію не розчиняється у воді, не розкладається при високих температурах, відрізняється високою механічною міцністю. По електричних властивостях він являє собою сегнетоелектрик з температурою Кюрі близько 1200 градусів Цельсія.

Завдяки своїм високим п'єзоелектричним і механічних властивостях, у тому числі і високої добротності, ніобат літію є перспективним матеріалом для виготовлення перетворювачів різного призначення. Тонкі (завтовшки близько одного мікрометра) плівки ниобата літію, одержувані катодним розпиленням в вакуумі, являють собою орієнтовані полікристалічні текстури, які можуть бути використані в якості випромінювачів і приймачів ультразвукових коливань НВЧ - діапазону.