Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Элементы электронной техники

..pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
05.02.2023
Размер:
522.99 Кб
Скачать

упругих 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

 

 

 

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