Машиностроение

Электрооптическими, магнитооптическими и пьезооптическими материалами называются такие материалы, в которых наблюдаются изменения оптических свойств под действием, соответственно, электрических и магнитных полей и механических напряжений. Причины этих изменений связаны с особенностями распространения электромагнитного излучения (света), проявляющимися в явлениях поляризации и двойного лучепреломления. Поляризация электромагнитной волны определяется характером изменения во времени пространственной ориентации векторов напряженности электрического и […]

К магнитокалорическим относятся магнитные материалы, обладающие магнитокалорическим эффектом, который заключается в изменении температуры материала при его намагничивании или размагничивании во внешнем магнитном поле в адиабатических условиях, т.е. в отсутствие теплового обмена с окружающей средой. Магнитокалорический эффект возникает в результате перераспределения внутренней энергии магнитного вещества между системой магнитных моментов его атомов и кристаллической решеткой. Максимальной величины […]

Фотоэлектрическими материалами называются материалы, в которых наблюдается фотоэлектрический эффект (фотоэффект). Различают фотоэффект внешний и внутренний. На использовании фотоэффекта основано действие фотоэлектронных приборов (фотоэлементов), имеющих разнообразное практическое применение. Материалы с внешним фотоэффектом Внешний фотоэффект (фотоэффект, фотоэлектронная эмиссия) – это испускание электронов веществом под действием электромагнитного излучения (света). Электроны, вылетающие из вещества при внешнем фотоэффекте, называются фотоэлектронами, а […]

Тензорезистивными материалами (тензорезисторами) называются электропроводящие материалы, у которых наблюдается тензорезистивный эффект (пьезосопротивление) – явление, заключающееся в изменении электрического сопротивления материала под действием механических деформаций. Этот эффект наблюдается как в металлах, так и в полупроводниках, однако особенно ярко он выражен в полупроводниках (открыт американским физиком Ч. Смитом в 1954 г. в германии Ge и кремнии Si). Тензорезистивный […]

Терморезистивными материалами называются электропроводящие материалы, у которых проявляется терморезистивный эффект – явление, заключающееся в изменении удельного электрического сопротивления под действием температуры. Материалы, у которых этот эффект имеет ярко выраженный характер, используются в качестве термочувствительных элементов в датчиках температуры – терморезисторах. Чувствительность терморезистора к изменению температуры характеризуется температурным коэффициентом сопротивления (ТКС), который представляет собой относительное изменение сопротивления […]

К термомагнитным материалам относятся такие магнитные материалы (ферромагнитные сплавы), у которых наблюдается резко выраженная температурная зависимость намагниченности в заданном магнитном поле. Это свойство проявляется в определённом интервале температур вблизи точек Кюри, значения которых у термомагнитных материалов находятся между 0 и 200 °С. Известны следующие основные группы термомагнитных сплавов: медно-никелевые (30–40 % Cu), железоникелевые (30 % […]

Гальваномагнитные эффекты – это группа эффектов, связанных с воздействием магнитного поля на электрические свойства проводящих тел (металлов или полупроводников), по которым течёт электрический ток. К гальваномагнитным эффектам, представляющим наиболее значительный практический интерес, относятся эффект Холла и эффект магнитосопротивления. Материалы с эффектом Холла Эффект Холла – явление возникновения поперечной разности электрических потенциалов при помещении проводящего тела […]

Термоэлектрическими материалами называются такие материалы, в которых проявляется совокупность термоэлектрических явлений, обусловленных взаимосвязью между тепловыми и электрическими процессами. К этим явлениям относятся эффекты Зеебека, Пельтье и Томсона. Материалы с эффектом Зеебека Эффект Зеебека заключается в возникновении электродвижущей силы (ЭДС) в замкнутой электрической цепи, состоящей из последовательно соединённых разнородных проводников, контакты между которыми находятся при различных […]

Мультиферроиками называются материалы, объединяющие в себе два вида «ферроупорядочений»: магнитное (ferromagnetic) и сегнетоэлектрическое (ferroelectric) (рис. 1). Этим материалам присущи как свойства, характерные для каждого из классов в отдельности (спонтанная намагниченность, магнитострикция, спонтанная поляризация и пьезоэлектрический эффект), так и совершенно новые свойства, связанные с взаимодействием магнитной и электрической подсистем: магнитоэлектрический эффект (индуцированная магнитным полем электрическая поляризация […]

Магнитоупругими материалами называются магнитные материалы (магнетики), у которых проявляется магнитоупругий эффект — явление, заключающееся в изменении намагниченности магнетика под действием механических деформаций. Это явление иначе называют эффектом Виллари – по имени открывшего его в 1865 г. итальянского физика Э. Виллари. Магнитоупругий эффект обратен магнитострикционному эффекту. Ферромагнетики, например, Ni, которые при намагничивании уменьшаются в размерах (отрицательный […]

Акустоэлектрические материалы — это материалы, которые способны взаимодействовать с акустическими волнами (механическими колебаниями) и электрическими полями. В таких материалах возникают различные явления, такие как пьезоэлектрический эффект, электрострикция и магнитоакустические эффекты. Эти явления позволяют использовать акустоэлектрические материалы в различных приложениях, включая преобразование энергии, датчики и устройства для обработки сигналов. 1. Пьезоэлектрический эффект Пьезоэлектрические материалы генерируют электрический […]

Комбинированное применение пьезопреобразователей, работающих в режимах как прямого, так и обратного пьезоэффекта, получило широкое распространение в локационной технике, дефектоскопии, медицинской диагностике, а также при изготовлении кварцевых генераторов и пьезотрансформаторов. Ультразвуковой (УЗ) локатор представляет собой устройство, состоящее из излучателя и связанного с ним приёмника ультразвука. Излучатель через определённые промежутки времени посылает короткие ультразвуковые сигналы. Эти сигналы […]

Для обеспечения надежного подрыва боевой части в конструкцию некоторых видов снарядов (например, винтовочных гранат, авиационных ракет) вводятся пьезовзрыватели. Их преимущество по сравнению с обычными механическими взрывателями состоит в обеспечении меньшего времени срабатывания детонационной цепи, большей надежности и лучшем действии при стрельбе по броне при малых углах встречи. Основные части конструкции пьезовзрывателя: пьезогенератор, состоящий из пьезоэлемента […]

Существуют два основных типа пьезодатчиков: осевые (механическая сила действует вдоль оси поляризации) и гибкие (механическая сила действует перпендикулярно оси поляризации). В осевых датчиках в качестве пьезоэлементов обычно используются пьезокерамические диски, кольца, цилиндры и пластины. К датчикам данного типа относятся датчики ускорения (акселерометры), датчики давления, датчики детонации, датчики разрушения и т. п. Гибкие датчики строятся на […]

Электрокалорический эффект представляет собой явление, заключающееся в изменении температуры кристаллических диэлектрических материалов, вызванном изменением приложенного к ним электрического поля. Этот эффект является обратным пироэффекту и, таким образом, наряду с пироэффектом, его следует рассматривать как характерное свойство пироэлектриков. Уравнение электрокалорического эффекта имеет вид ΔТ = qΔE, где ΔТ – изменение температуры; ΔE – изменение напряженности электрического […]