Non-linear mechanical, electrical and thermal phenomena in piezoelectric crystals

Abstract

Mechanical, electrical and thermal phenomena occurring in piezoelectric crystals were examined by non-linear approximation. For this purpose, use was made of the thermodynamic function of state, which describes an anisotropic body. Considered was the Gibbs function. The calculations included strain tensor εij = f(σkl , En, T), induction vector Dm = f(σkl , En, T) and entropy S = f(σkl , En, T) as function of stress σkl , field strength En and temperature difference T. The equations obtained apply to anisotropic piezoelectric bodies provided that the “forces” σkl , En, T acting on the crystal are known.

Механічні, електричні та термічні явища у п’єзоелектричних кристалах вивчаються у нелінійному наближенні. З цією метою використано термодинамічний потенціал, який описує анізотропне тіло. Розглянуто потенціал Гіббса. Розрахунки охоплюють тензор деформації εij = f(σkl , En, T), вектор індукції Dm = f(σkl , En, T) та ентропію S = f(σkl , En, T) як функцію механічного напруження σkl , величини поля En і різниці температур T. Отримано рівняння, які описують анізотропні п’єзоелектричні тіла, якщо відомі “сили” σkl , En, T, що діють на кристал.