Статья:

Влияние термомеханических воздействий на структуру и фазовый состав пьезоэлектрических кристаллов семейства лангасита (Диссертация)

Выводы

  1. Установлено, что фазовый состав кристаллов семейства лангасита (La3Ga5SiO14, La3Ta0.5Ga5.5O14, Ca3TaGa3Si2O14) устойчив при отжиге в вакууме до температуры 1000 oС и при отжиге на воздухе до 1200 °С. Только при нагреве в вакууме при температурах 1000 - 1200°С обнаружено частичное разложение исходной фазы кристаллов с образованием окислов основных элементов, обедненных галлием, что связано с процессом образования летучей закиси галлия и потерей галлия в приповерхностном слое кристаллов.
  2. На экспериментально полученных температурных зависимостях теплофизических параметров монокристаллов семейства лангасита в диапазоне температур от комнатной до 1000°С, выявлена анизотропия теплофизических параметров и показано, что значение коэффициента анизотропии уменьшается с увеличением температуры.
  3. Предел выносливости монокристаллов лангатата при комнатной температуре при знакопостоянном циклическом нагружении сжатием с частотой 100-150 Гц при количестве циклов 2∙105 для образцов X-среза (с приложением нагрузки по оси Х) равен 200 МПа и для образцов Z- среза (с приложением нагрузки по оси Z) равен 150 МПа.
  4. Предел выносливости при действии электрического поля, возникающего в образце при циклических напряжениях по оси Х в условиях изоляции образца, снижается в образцах X-среза в 3 раза. Расчет прямого продольного пьезоэлектрического эффекта при циклических нагрузках в электрически зажатых кристаллах, с малой электропроводностью, показал, что на противоположных сторонах образцов из лангатата X-среза при амплитуде напряжений 7,5 кН/см2 электрические поля могут достигать 2,9 МВ/м, что приводит к уменьшению предела выносливости кристаллов лангатата.

  5. Предложен механизм пластической деформации, предположительно дислокационного характера, в хрупких, многокомпонентных пьезоэлектрических монокристаллах лангатата, при комнатной температуре под воздействием циклических нагрузок в диапазоне упругости кристаллов и при термоударе выше 150°С. Термомеханические воздействия приводят к пластической деформации хрупких кристаллов лангатата, к значительному изменению микроструктуры и повышению плотности остаточных дефектов и дислокаций, что является причиной изменения акустических параметров: увеличения в 1,5-2 раза коэффициента затухания ОАВ, и, соответственно, к падению добротности в 2 раза.

  6. На основе определения постоянства фазового состава кристаллов семейства лангасита до 1200 °С на воздухе, разработан пьезорезонансный высокотемпературный (до 1000 °С) масс-чувствительный датчик, с плоско-выпуклым профилем и моночастотностью сигнала, с повышенной точностью измерения толщины наносимых при напылении пленок.

Полный текст диссертации находится здесь!

©2019, Базалевская Светлана Сергеевна

Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"ОАО «Фомос-Материалс»

Заполните заявку
наш специалист произведёт все нужные расчёты и свяжется с вами
Нажимая на кнопку "Отправить", я даю
согласие на обработку персональных данных