«Исследование физических свойств твердых тел», методические указания к лабораторным работам, страница 24

Известно более тысячи веществ, обладающих пьезоэлектрическими свойствами, в том числе – все сегнетоэлектрики. Среди них одно из важных мест занимает монокристаллический кварц SiO₂. Плоскопараллельная полированная кварцевая пластинка с электродами и держателем представляет собой пьезоэлектрический резонатор, т.е. является колебательным контуром с определенной резонансной частотой колебаний. Преимуществами кварцевых резонаторов являются малый tgδ и высокая механическая добротность (до 10⁶ – 10⁷). Благодаря высокой добротности кварцевые резонаторы используются в качестве фильтров с высокой избирательной способностью, а также для стабилизации и эталонирования частоты генераторов.

Помимо кварца в различных пьезопреобразователях применяют кристаллы сульфата лития Li₂SO₄ Н₂О, сегнетовой соли, дигидрофосфата аммония NH₄PO₄, а также ниобат лития LiNbO₃ и танталат лития LiТаО₃. Последние составляют значительную конкуренцию кварцу, превосходя его по добротности в диапазоне высоких и сверхвысоких частот.Сегнетоэлектрики на основе ниобата и танталата лития находят применение в качестве электрических фильтров на поверхностных акустических волнах, а также в качестве ячеек для модуляции и отклонения луча лазера.

Наиболее широкое применение в качестве пьезоэлектрического материала находит сегнетоэлектрическая керамика, поляризованная в сильном электрическом поле при температуре близкой к точке Кюри. Пьезокерамика по сравнению с монокристаллами обладает тем преимуществом, что из нее можно изготовить активный элемент практически любого размера и любой формы. Основным материалом для изготовления пьезокерамических элементов являются твердые растворы PbZrO₃ РbТiO₃ (цирконат – титанат свинца или ЦТС). Пьезокерамику широко используют в качестве пьезопреобразователей для объемных ультразвуковых линий задержки, пьезотрансформаторов высокого напряжения, мощных ультразвуковых излучателей для целей гидроакустики, дефектоскопии, механической обработки материалов. Пьезокерамические датчики применяют в качестве датчиков давлений, деформаций, вибраций.

Все более широкое применение находят пленочные пьезоэлектрики, которые получают на основе монокристаллических соединений A1N, ZnS, CdS, CdSe и окиси цинка ZnO определенной кристаллографической ориентацией. Пьезоэлектрическими свойствами обладают также некоторые полимерные материалы в виде механически ориентированных и поляризованных в электрическом поле пленок.