
Элементы электронной техники
..pdfупругих постоянных приведена в Таблице 4) при его одноосном сжатии в направлении оси Х2 с усилием 103 Н / м2, если модули податливости резорцина имеют следующие значения (в ед. СГСЕ):
S11 19 10 12 , S22 11 10 12 , S33 15 10 12 , S44 31 10 12 , S55 23 10 12 , S66 25 10 12 , S12 4 10 12 , S13 3 10 12 ,
S23 9 10 12 .
10. Определить величину и характер деформаций, испытываемых кристаллом резорцина (точечная группа симметрии mm2, форму матрицы упругих податливостей взять из Таблицы 4) при его одноосном сжатии в направлении оси Х3 с усилием 103 Н / м2, если модули податливости резорцина имеют следующие значения (в ед. СГСЕ):
S11 19 10 12 , S22 11 10 12 , S33 15 10 12 , S44 31 10 12 , S55 23 10 12 , S66 25 10 12 , S12 4 10 12 , S13 3 10 12 ,
S23 9 10 12 .
11. Определить величину и характер упругих напряжений, испытываемых кристаллом резорцина (точечная группа симметрии mm2, форма матрицы упругих постоянных приведена в Таблице 4) при его
деформации на величину 10 6 вдоль оси Х1, если известно, что его упругие
постоянные |
|
|
таковы |
|
(в |
|
|
ед. |
СГСЕ): |
||||
C |
|
10 1010 |
, C |
14 1010 , C |
33 |
13 1010 |
, |
C 3 1010 |
, |
C 4 1010 |
, |
||
11 |
|
|
22 |
|
|
|
|
44 |
|
55 |
|
||
C |
66 |
4 1010 |
, C |
6 1010 , C |
7 1010 , C |
|
7 1010. |
|
|
|
|||
|
|
|
12 |
13 |
|
|
23 |
|
|
|
|
Перевод из СГСЕ в систему СИ осуществляется с коэффициентом 1 ед. СГСЕ = 10-1 Н/м2.
12. Определить величину и характер упругих напряжений, испытываемых кристаллом резорцина (точечная группа симметрии mm2, форма матрицы упругих постоянных приведена в Таблице 4) при его
деформации на величину 10 6 вдоль оси Х2, если известно, что его упругие постоянные принимают следующие численные значения (в ед. СГСЕ):
C11 10 1010 , C22 14 1010 , C33 13 1010 , C44 3 1010 , C55 4 1010 ,
C66 4 1010 , C12 6 1010 , C13 7 1010 , C23 7 1010.
13. Определить величину и характер упругих напряжений, испытываемых кристаллом резорцина (точечная группа симметрии mm2, форма матрицы упругих постоянных приведена в Таблице 4) при его
деформации на величину 10 6 вдоль оси Х3, если известно, что его упругие
61
постоянные принимают следующие численные значения (в ед. СГСЕ):
C11 10 1010 , C22 14 1010 , C33 13 1010 , C44 3 1010 , C55 4 1010 ,
C66 4 1010 , C12 6 1010 , C13 7 1010 , C23 7 1010.
14. Определить величину и характер упругих напряжений, испытываемых кристаллом ниобата лития (точечная группа симметрии 3m, форма матрицы упругих постоянных приведена в Таблице 4) при его
деформации на величину 10 6 вдоль оси Х1, если известно, что его упругие постоянные принимают следующие численные значения (в ед. СГСЕ):
C |
|
20 1010 , C |
C , C |
33 |
24 1010 , C |
6 1010 , C |
C , |
||
11 |
22 |
11 |
|
44 |
|
55 |
44 |
||
C |
66 |
4 1010 , C |
5 1010 , |
C |
|
7.5 1010 , C |
|
0.9 1010. |
|
|
12 |
|
13 |
23 |
|
|
15. Определить величину и характер упругих напряжений, испытываемых кристаллом ниобата лития (точечная группа симметрии 3m, форма матрицы упругих постоянных приведена в Таблице 4) при его
деформации на величину 10 6 вдоль оси Х2, если известно, что его упругие постоянные принимают следующие численные значения (в ед. СГСЕ):
C |
|
20 1010 , C |
C , C |
33 |
24 1010 , C |
6 1010 , C |
C , |
||
11 |
22 |
11 |
|
44 |
|
55 |
44 |
||
C |
66 |
4 1010 , C |
5 1010 , |
C |
|
7.5 1010 , C |
|
0.9 1010. |
|
|
12 |
|
13 |
23 |
|
|
16. Определить величину и характер упругих напряжений, испытываемых кристаллом ниобата лития (точечная группа симметрии 3m, форму матрицы упругих постоянных взять из Таблицы 4) при его деформации
на величину 10 6 вдоль оси Х3, если известно, что его упругие постоянные принимают следующие численные значения (в ед. СГСЕ):
C |
|
20 1010 , C |
C , C |
33 |
24 1010 , C |
6 1010 , C |
C , |
||
11 |
22 |
11 |
|
44 |
|
55 |
44 |
||
C |
66 |
4 1010 , C |
5 1010 , |
C |
|
7.5 1010 , C |
|
0.9 1010. |
|
|
12 |
|
13 |
23 |
|
|
17. Определить величину и характер упругих напряжений, испытываемых кристаллом германия (точечная группа симметрии m3m, форму матрицы упругих постоянных взять из Таблицы 4) при его деформации на
величину 10 6 вдоль оси Х3, если известно, что его упругие постоянные принимают следующие численные значения (в ед. СГСЕ):
C11 131 1010 , C22 C11, C33 C11, C44 68 1010 , C12 49 1010.
18. Определить величину и характер упругих напряжений, испытываемых кристаллом хлористого калия (точечная группа симметрии m3m, форму матрицы упругих постоянных взять из Таблицы 4) при его
деформации на величину 10 6 вдоль оси Х3, если известно, что его упругие постоянные принимают следующие численные значения (в ед. СГСЕ):
C11 39 1010 , C22 C11, C33 C11, C44 6.2 1010 , C12 6.2 1010.
62
19. Определить величину и характер упругих напряжений, испытываемых кристаллом кремния (точечная группа симметрии m3m, форму матрицы упругих постоянных взять из Таблицы 4) при его деформации на
величину 10 6 вдоль оси Х3, если известно, что его упругие постоянные принимают следующие численные значения (в ед. СГСЕ):
C11 166 1010 , C22 C11, C33 C11, C44 80 1010 , C12 64 1010.
20. Определить величину и характер упругих напряжений, испытываемых кристаллом арсенида галлия (точечная группа симметрии m3m, форму матрицы упругих постоянных взять из Таблицы 4) при его деформации
на величину 10 6 вдоль оси Х3, если известно, что его упругие постоянные принимают следующие численные значения (в ед. СГСЕ):
C11 12. 1010 , C22 C11, C33 C11, C44 0.54 1010 , C12 0.59 1010.
63
9.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Ю.И. Сиротин, М.П. Шаскольская. Основы кристаллофизики. М.: Наука,
1979. – 639 с.
2.Дж. Най. Физические свойства кристаллов и их описание с помощью тензоров и матриц. М.: Мир, 1967.
3.Н.В. Переломова, М.М. Тагиева. Задачник по кристаллофизике. М.: Наука,
1972. – 142 с.
4.Б.А. Струков. Сегнетоэлектричество. М.: Наука, 1979.
5.И. Костов. Кристаллография. М.: Мир, 1965.
6.И.С. Желудев. Симметрия и её приложения. М.: Атомиздат, 1976.
7.В.Н. Давыдов В.Н. Материалы и элементы электронной техники. Часть 1. Фундаментальные свойства кристаллических материалов.Томск, ТМЦ ДО,
2003. – 231 с.
64
ПРИЛОЖЕНИЕ
65

Таблица 1. Вид матриц пьезомодулей кристаллов различных сингоний и точечной симметрии
Т р и к л и н н а я с и н г о н и я
Класс 1
d11 |
d12 |
d13 |
d14 |
d15 |
d16 |
|
|
d22 |
d23 |
d24 |
d25 |
d26 |
|
d21 |
|
|||||
|
d32 |
d33 |
d34 |
d35 |
|
|
d31 |
d36 |
|
|
|
|
М о н о к л и н н а я с и н г о н и я |
|
||||||||
Класс 2,2 || X 2 (обычн.ориентация) |
|
|
|
Класс 2, 2 || X 3 |
|||||||||
|
0 |
0 |
0 |
d14 |
0 |
d16 |
|
|
0 |
0 |
0 |
d14 |
d15 |
|
|
d2 |
d23 |
0 d25 |
|
|
|
|
|
|
d24 d25 |
||
d21 |
0 |
|
|
0 |
0 |
0 |
|||||||
|
0 |
0 |
0 |
d34 |
0 |
|
|
|
|
d32 d33 |
0 |
0 |
|
|
d36 |
d31 |
Класс m,
m X 2 (обыч.ориентация)
d11 |
d12 |
d13 |
0 |
d15 |
|
|
0 |
0 |
0 |
d24 |
0 |
|
|||||
|
|
d32 |
d33 |
0 |
d35 |
d31 |
0
d26
0
Класс m, m X 3
d11 |
d12 |
d13 |
0 |
0 |
|
|
|
d22 |
d23 |
|
|
d21 |
0 |
0 |
|||
|
0 |
0 |
0 |
d34 |
d35 |
|
0
0
d36
d16
d26
0
|
|
|
|
|
Р о м б и ч е с к а я с и н г о н и я |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
Класс 222 |
|
|
|
|
|
Класс mm2 |
|
|
|
||
0 0 0 |
d14 |
0 |
0 |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
d15 |
0 |
||||
|
|
|
|
|
d25 |
|
|
|
0 |
0 |
0 |
d24 |
0 |
0 |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|||||||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
d32 |
d33 |
0 |
0 |
0 |
|
|
d33 |
d31 |
|
|
|
|
|
Т е т р а г о н а л ь н а я с и н г о н и я |
|
|
|
||||||||
|
|
|
Класс 4 |
|
|
|
|
|
|
Класс 4 |
|
|
|
||
|
0 |
0 |
0 |
d14 |
d15 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
d14 |
d15 |
0 |
|
|
|
|
|
|
d15 |
d14 |
|
|
|
0 |
0 |
0 |
d15 d14 |
0 |
|
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
||||||||
|
|
d31 |
d33 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
d31 0 |
0 |
0 |
|
|
|
d31 |
|
d31 |
d36 |
66

|
|
Класс 422 |
|
|
|
|
|
|
|
Класс 4mm |
|
|
|
||
0 0 0 |
d14 |
0 |
0 |
|
|
|
|
0 |
0 |
0 |
0 d15 |
0 |
|
||
|
|
d15 |
d14 |
|
|
|
|
|
0 |
0 |
0 d15 |
0 |
0 |
|
|
|
0 0 0 |
0 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
0 0 0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
d31 d33 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
d31 |
0 d36 |
||||||||||
|
|
|
Класс |
4 2m, |
2 || X.1 (обычная ориентация) |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
0 |
0 |
0 |
d14 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
d14 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d36 |
|
|
|
|
Т р и г о н а л ь н а я с и н г о н и я
Класс 3
d11 |
d11 |
0 |
d14 |
d15 |
2d22 |
|
|
|
d22 |
d22 |
0 |
d15 |
d14 |
2d11 |
|
|
|
||||||
|
d31 |
d31 |
d33 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
Класс 3m, m X1 (обыч.ориентац.)
|
0 |
0 |
0 |
0 |
d15 |
2d22 |
|
|
d22 |
d22 |
0 |
d15 |
0 |
0 |
|
|
|
||||||
|
d31 |
d31 |
d33 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
Класс 32
d11 |
d11 |
0 |
d14 |
0 |
0 |
|
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
d14 |
2d11 |
|
|
|
||||||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
Класс 3 m, m X 2
d11 |
d11 |
0 |
0 |
d15 |
0 |
|
|
|
0 |
0 |
0 |
d15 |
0 |
2d11 |
|
|
|
||||||
|
|
d31 |
d33 |
0 |
0 |
0 |
|
d31 |
|
|
|
|
|
Г е к с а г о н а л ь н а я с и н г о н и я |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
Класс 6 |
|
|
|
|
|
|
Класс 6mm |
|
|
||||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
d14 |
d15 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
d15 |
0 |
||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
d15 |
d14 |
0 |
|
|
0 |
0 |
0 |
d15 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
d31 |
d33 0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
d31 |
d33 |
0 |
0 |
0 |
|
|
d31 |
|
d31 |
|
|
|
|
Так же, как класс 4 |
|
|
|
|
Так же, как класс 4mm |
|
|||||||
|
|
|
|
|
класс 622 |
|
|
|
|
|
класс 6 |
|
|
|
||
0 0 0 |
0 |
d14 |
0 |
0 |
|
|
d11 |
d11 |
0 |
0 |
0 |
2d22 |
|
|||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
d14 |
0 0 |
|
|
d22 |
d22 |
0 |
0 |
0 |
2d11 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
67

|
|
|
|
|
|
|
К у б и ч е с к а я с и н г о н и я |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
Класс 432 |
|
|
|
Класс 4 3m и класс 23 |
||||||
0 0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 0 0 |
d14 |
0 |
0 |
|
||||||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
d14 |
0 |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
d14 |
Форма матриц пьезомодулей для некоторых пьезоэлектрических текстур
|
|
|
Группа |
|
|
|
|
|
|
Группа m |
|
|
|
||
|
0 |
0 |
0 |
d14 |
d15 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
d15 |
0 |
||
|
0 |
0 |
0 |
d15 |
d14 |
0 |
|
|
0 |
0 |
0 |
d15 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
d31 |
d33 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
d31 |
d33 |
0 |
0 |
0 |
|
d31 |
|
d31 |
|
Группа 2
|
0 |
0 |
0 |
d14 |
0 |
0 |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
d14 |
0 |
|
|
|
||||||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
68
Таблица 2. Вид матриц упругих постоянных кристаллов различных сингоний и точечной симметрии
Т р и к л и н н а я с и н г о н и я
Оба класса
C11 |
C12 |
C13 |
C14 |
C15 |
C16 |
|
||||||
|
|
C22 |
C23 |
C24 |
C25 |
C26 |
|
|||||
C12 |
|
|||||||||||
C |
C |
23 |
C |
33 |
C |
34 |
C |
35 |
C |
36 |
|
|
|
13 |
|
|
|
|
|
|
|||||
C14 |
C24 |
C31 |
C44 |
C45 |
C46 |
|
||||||
C |
C |
25 |
C |
35 |
C |
45 |
C |
55 |
C |
56 |
|
|
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|||||
C |
C |
26 |
C |
36 |
C |
46 |
C |
56 |
C |
66 |
|
|
|
16 |
|
|
|
|
|
|
М о н о к л и н н а я с и н г о н и я
Все классы, 2 || X 2 (обычная ориентация)
C11 |
C12 |
C13 |
0 |
C15 |
0 |
|
||||||
|
|
C22 |
C23 |
|
C25 |
|
|
|||||
C12 |
0 |
0 |
|
|||||||||
C |
C |
23 |
C |
33 |
0 |
C |
35 |
0 |
|
|||
|
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
0 |
|
0 |
|
0 |
C44 |
0 |
C46 |
|
|||
C |
C |
25 |
C |
35 |
0 |
C |
55 |
0 |
|
|||
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
0 |
|
0 |
|
0 |
C46 |
0 |
|
|
|||
|
|
|
C66 |
|||||||||
|
Р о м б и ч е с к а я с и н г о н и я |
|||||||||||
|
|
|
|
|
Все классы |
|
|
|
|
|||
C11 C12 |
C13 |
0 |
0 |
0 |
|
|||||||
|
|
C22 |
C23 |
|
|
|
|
|
||||
C12 |
0 |
0 |
0 |
|
||||||||
C |
C |
23 |
C |
33 |
0 |
0 |
0 |
|
||||
|
13 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
0 |
0 |
0 |
C44 |
0 |
0 |
|
|||||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
C55 |
0 |
|
|||||
|
|
|||||||||||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|||||
|
C66 |
69

Т е т р а г о н а л ь н а я с и н г о н и я
Классы 4, 4 , 4/m
C11 |
C12 |
C13 |
0 |
0 |
C16 |
|
|||
|
|
C11 |
C13 |
|
|
C16 |
|
||
C12 |
0 |
0 |
|
||||||
C |
C |
C |
33 |
0 |
0 |
0 |
|
||
|
13 |
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
0 |
C44 |
0 |
0 |
|
||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
C44 |
0 |
|
||
|
|
||||||||
C |
C |
0 |
0 |
0 |
C |
66 |
|
||
|
16 |
16 |
|
|
|
|
|
|
Классы 4mm, 4 2m, 422, 4/mmm
C11 C12 C13 |
0 |
0 |
0 |
|
||||
|
|
C11 C13 |
|
|
|
|
||
C12 |
0 |
0 |
0 |
|
||||
C |
C |
C |
33 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
13 |
13 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
0 |
C44 |
0 |
0 |
|
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
C44 |
0 |
|
|
|
|
|||||||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
C66 |
Г е к с а г о н а л ь н а я с и н г о н и я (т р и г о н а л ь н а я с и с т е м а)
Классы 3,3
|
C11 |
C12 |
C13 |
C14 |
C25 |
|
|
0 |
|
|
|||||||
|
C12 |
C11 |
C13 |
C14 |
C25 |
|
|
0 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
C |
|
C |
|
C |
33 |
0 |
0 |
|
|
0 |
|
|
||||
|
13 |
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
C14 |
C14 |
0 |
C44 |
0 |
|
|
C25 |
|
||||||||
|
C |
25 |
C |
25 |
0 |
0 |
C |
44 |
|
|
C |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
|
|||||
|
0 |
0 |
0 |
C |
25 |
C |
|
|
1 / 2 C |
|
C |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
|
|
11 |
12 |
|
||||
|
|
|
|
|
Классы 32,3 m, 3m |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
C11 |
C12 |
C13 |
C14 |
0 |
0 |
|
|
|||||||
|
|
|
C12 |
C11 |
C13 |
C14 |
0 |
0 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
C |
|
C |
C |
33 |
0 |
|
0 |
0 |
|
|
||||
|
|
|
13 |
|
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
C14 |
C14 |
|
0 C44 |
0 |
0 |
|
||||||||
|
|
|
C25 |
C25 |
|
0 |
0 C44 |
0 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
0 |
|
0 |
|
0 |
0 |
|
C |
44 |
C |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
|
|
70