Page 193 - 6732

193

малим навантаженням (наприклад, в ультразвукових інструментах)

обмежувальним чинником є механічна міцність магнітострикційного

матеріалу.

Так, у феритових випромінювачів, за умови відсутності безпосереднього

контактного навантаження інструмента з заготовкою, амплітуда коливань

обмежується величиною близько 2 мкм на частотах 20-40 кГц; у металевих

випромінювачів амплітуда може досягати 10 мкм і більше. Висока механічна

міцність, відсутність спеціальних вимог до гідро- і електроізоляції

сердечника є перевагами магнітострикційних перетворювачів порівняно з

п’єзоелектричними перетворювачами при використанні в діапазоні частот від

1 до 100 кГц в ультразвукових технологіях. Проте магнітострикційні

перетворювачі мають великі маси і габарити, підвищене споживання

електроенергії, через це останніми роками в промисловості все більше

використовують п’єзоелектричні перетворювачі (випромінювачі).

В основі роботи п’єзоелектричного випромінювача лежить

п’єзоелектричний ефект. Його суть полягає у тому, що за певних типів

кристалографічної симетрії в результаті формування кристала виникає

прямий п’єзоелектричний ефект, коли на гранях кристала з’являються

електричні заряди, пропорційні до величини деформації. Відбувається і

зворотний п’єзоелектричний ефект. Він полягає у тому, що в кристалах,

поміщених в електричне поле, виникає внутрішнє напруження, пропорційне

до напруженості поля, і робоче тіло (кристал) при цьому деформується

(змінюються його геометричні розміри). Під впливом зовнішньої сили

кристалічна ґратка змінює свій стан. Деформація граток, яка викликана меха-

нічним напруженням, своєю чергою, призводить до перерозподілу

електричних зарядів.

П’єзоелектричні властивості мають сегнетова сіль, хлорит натрію,

виннокислий калій тощо. Найширше застосовується кварц (двоокис кремнію
Si0 2). Кристал кварцу є шестигранною призмою, до якої згори і знизу

примикають шестигранні піраміди. У кристала одна неполярна вісь симетрії