Научная статья на тему 'Новые перспективные экологически чистые сегнетокерамические материалы для пироэлектрических термометров'

Новые перспективные экологически чистые сегнетокерамические материалы для пироэлектрических термометров Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
107
34
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Бородин А. В., Захаров Ю. Н., Резниченко Л. А., Наскалова О. В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Новые перспективные экологически чистые сегнетокерамические материалы для пироэлектрических термометров»

МИС-2002

Ультразвуковые и акустические приборы в медико-биологической практике

Секция: Ультразвуковые и акустические приборы в медико-биологической практике

УДК 537.226.82:621.384.3

НОВЫЕ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫЕ СЕГНЕТОКЕРАМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПИРОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТЕРМОМЕТРОВ А.В. Бородин, Ю.Н. Захаров, Л.А. Резниченко, О.В. Наскалова

Научно-исследовательский институт физики при Ростовском госуниверситете, 344090, г. Ростов-на-Дону, пр. Стачки, 194, тел.-факс: 863-2-43-40-55

Пироэлектрический термометр, в отличие от всех известных термометрических средств, обладает уникальным свойством определения как абсолютного значения изменения температуры, так и скорости ее изменения /1/. Этот эффект достигается на одном активном элементе из пироэлектрического материала при изменении режима измерения по нагрузочному сопротивлению (Ян) от Ян>Ях(1) до Ян<<Ях (2), где Ях полное сопротивление активного элемента.

К настоящему времени в НИИ физики РГУ разработаны материалы на основе ниобатов щелочных металлов (НЩМ): КаКЬ03-ККЬ03 и КаКЬ03-ЫКЬОз и технологии их изготовления в широком интервале концентраций компонентов. В ряде из них обнаружены пироэлектрические свойства, представляющие интерес для практического применения.

Для сравнительной оценки качества материала для пироэлектрических применений в режимах (1) и (2) используются эмпирически полученные

соотношения: ^ =Уа • р • С-1 (4з/£0 )"1(3) и ^2 = уй -р1 • С-1 (4)

соответственно. Здесь: БмЬ Бм2 - факторы качества в режимах (1) и (2), У а -

пирокоэффициент в динамическом режиме измерения, р и С - удельные

плотность и теплоемкость, е^ /е0 - относительная диэлектрическая

проницаемость. Проведем сравнение Бм1 и Бм2 для лучшего отечественного пироэлектрического материала на основе сегнетокерамики ЦТС (ПКР-11) с уа

= 5,510-4 Кл м-2 К-1, еТ/е0 = 300, р = 7,8 г-см-3, с =1,4 Дж-г^К'1; и НЩМ

(Ка о,89 Li0.11 КЬ03) с уа =2,5 10-4 Клм^К'1, еТъъ/е0 =120, р=4,4 г-см-3, с=0,9 Дж-г'1-К'1.

В результате, имеем: Бмцнщм) / Рмцпкр-п) =2,85, Рм2(нщм) / Рм2 (пкр-11)=1,25. Оценка чувствительности по температуре для элемента НЩМ диаметром 10 мм и толщиной 1мм при Ян~ 100 ГОм дает значение ~ 1000

В К"1, а при RH —100 МОм чувствительность по скорости изменения температуры соответствует 30 ВсК"1.

Полученные значения указанных параметров не достижимы для всех известных к настоящему времени детекторов тепловой энергии других типов.

НЩМ, экологически чистые в производстве, не содержащие вредных для здоровья человека свинецсодержащих компонентов, могут быть с успехом использованы в медицине для измерения тепловых параметров тела человека.

ЛИТЕРАТУРА

1. В.К.Новик, Н.Д.Гаврилова, Н.Б.Фельдман. Пироэлектрические преобразователи.- М.: Сов.радио, 1979, 176 с.

УДК 537.225.4

НИОБАТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ТЕХНИКИ А.Н. Рыбянец, Л.А. Резниченко, В.В. Ахназарова, Е.В. Сахкар

Научно-исследовательский институт физики Ростовского государственного университета, 344090, г. Ростов-на-Дону, пр. Стачки, 194; тел. (863-2) 4340-66; факс: (863-2) 43-40-44 E-mail: sakh@ip.rsu.ru

Работа продолжает цикл исследований, предпринятых в [1], по изучению электрофизических свойств пористых и композиционных материалов на основе ниобатных пьезокерамик с целью определения возможностей их использования в медицинской ультразвуковой технике.

В качестве основ использовались твердые растворы на основе ниобатов натрия, калия, лития. Композиты получали стандартным методом "разрезания и заполнения". Использовали полимерные матрицы двух типов: пластифицированная эпоксидная смола и полиуретановые композиции. Для получения высококачественной полимерной фазы применяли вакуумную заливку полимерных композиций с соответствующими растворителями. Пористую керамику получали методом выжигания порообразователя, в качестве которого использовали комплексы органических соединений с различными реологическими и физическими характеристиками.

Разработанные пористые керамики и 1-3 композитные материалы имеют более высокие пьезоэлектрические параметры и улучшенные резонансные характеристики

Импедансная и фазовая характеристики таких материалов более гладкие и не содержат паразитных резонансов, резонансный промежуток их шире, а характерное отношение импедансов Za/Zr меньше по сравнению с обычными керамическими элементами сопоставимых размеров.

Результаты выполненных систематических исследований позволили разработать технологию изготовлению пористой и композитной ниобатной керамики, обеспечивающую воспроизводимость результатов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.