Евгений Кадырович Наими.
Москва
Evgeny K. Naimil.
Moscow
Светлана Сергеевна Базалевская.
Москва
Svetlana S. Bazalevskaya.
Moscow
Ольга Михайловна Кугаенко.
Москва
Olga M. Kugaenko.
Moscow
Валерий Сергеевич Петраков.
Москва
Valeriy S. Petrakov.
Moscow
Памяти профессора, доктора физ.-мат. наук Евгения Кадыровича Наими —учителя, ученого, друга.
Методом внутреннего трения с использованием составного пьезоэлектрического вибратора (частоты — 105 Гц) исследовали влияние анизотропии кристаллов и дефектов структуры, образовавшихся при механической циклической деформации и термоударе, на акустические параметры: фазовую скорость, коэффициент затухания, добротность объемной акустической волны (ОАВ). В анизотропных пьезоэлектрических монокристаллах лантан-галлиевого танталата (ЛГТ, La3Ta0,5Ga5,5O14) наблюдается анизотропия значений эффективного модуля Юнга (E), фазовой скорости ОАВ (Уф), коэффициента затухания и добротности. Циклическая деформация образцов ЛГТ (нагрузка — 2,5 кН, количество циклов нагружения — до 5 • 105, частота циклирования нагрузки — 100 Гц) и термоудар (от 100 - 120 °C) не влияют на E и Уф, которые составляют: для Хюреза — 111 ГПа и 4250 м/с; для Z-среза — 181 ГПа и 5430 м/с соответственно. При этом коэффициент затухания продольной ОАВ после циклической деформации увеличивается в 1,5-2 раза в обоих типах образцов, что, следовательно, ведет к падению добротности в два раза. Термоудар практически не меняет коэффициент затухания и добротность в образцах Х-среза. В Z- образцах он приводит к повышению в три раза коэффициента затухания и падению добротности. Поэтому чувствительные элементы пьезодатчиков давления на основе лангатата следует защищать от термоудара выше 150 °C, а общее количество механических циклов сжатия материала не должно превышать 5 • 105 циклов (частота — 100 - 150 Гц, нагрузка — не выше 2,5 кН).
The effect of crystal anisotropy and defects of the structure formed upon mechanical cyclic deformation and thermal shock on acoustic parameters such as phase velocity, attenuation coefficient, Q-factor of bulk acoustic wave (BAW) has been studied in lanthanum-gallium tantalate (LGT, La3Ta0,5Ga5,5O14) anisotropic piezoelectric single crystals using inner friction (IF) method with multiple piezoelectric vibrator at a frequency of 105 Hz. The anisotropy of the effective elasticity modulus (E), BAW phase velocity (Vp), attenuation coefficient and Q-factor was observed in anisotropic LGT single crystals. It is shown that cyclic deformation of LGT samples under a load of 2.5 kN with the number of load cycles up to 5 x 105 with a cycling frequency of 100 MHz and thermal shock (100 - 120°C) have no effect on the values of the effective elasticity modulus and phase velocity of the longitudinal BAW, respectively: for X-cut — E =111 GPa, Vp = 4250 m/sec; for Z-cut — E = 181 GPa, Vp = 5430 m/sec. The attenuation coefficient of the longitudinal BAW increased by 1.5 - 2 times after cyclic deformation for both X-and Z-cuts, which resulted in a two-fold decrease of the quality factor. Thermal shock has almost no effect on the attenuation coefficient and Q-factor for X-cut samples. For Z-cut samples thermal shock leads to a three-fold increase of the attenuation coefficient and decrease of the Q-factor. Sensitive elements of piezopressure sensors based on langatate should be protected from thermal shock at a temperature above 150°C, and the total number of the mechanical compression cycles of the material should not exceed 5 x 105 cycles at a frequency of 100 - 150 Hz with the loads not exceeding 2.5 kN.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.