B. A. Nazarbayeva

 F
x 
= 
 F
x

(4.31) 
Titanatsirkonat qo‘rg‘oshindan keramik pyezodatchiklarni (PZT) tayyorlash 
juda yuqori soflikka ega bo‘lgan metall oksidlari kukunlarini (qo‘rg‘oshin oksidi, 
sirkoniy oksidi, titan oksidi va boshqalar) tayyorlashdan boshlanadi. Kukunlar 
talab qilinadigan holatgacha maydalanadi va qat’iy belgilangan kimyoviy 
proporsiyada obdon aralashtiriladi. Yetarlicha yuqori haroratda o‘tadigan toblash 
jarayonida olingan aralashmaning tarkibiy qismlari bir-biri bilan reaksiyaga 
kirishadi va har bir doni kimyoviy tarkibi bo‘yicha talab qilinadigan 
kompozitsiyaga yaqin bo‘lgan kukunni hosil qiladi. Bu bosqichda kukunlar hali 
zaruriy kristall strukturaga ega bo‘lmaydi.

---

156 
Keyingi texnologik bosqich – toblangan kukunni qattiq va/yoki suyuq organik 
bog‘lovchi materiallar bilan (kuydirish jarayonida kuyib ketishi lozim bo‘lgan) 
aralashtirish va olingan aralashmadan formasi bo‘yicha yasaladigan sensorli 
elementga yaqin bo‘lgan strukturani qurishdan iborat bo‘ladi. Buning uchun bir 
nechta uslublar ishlab chiqilgan. Ulardan ba’zi birlarini sanab o‘tamiz: gidravlik 
press yordamida presslash, quyish (yopishqoq suyuqliklarni maxsus qoliplarga 
quyish va qotirish), maxsus qoliplar orqali bosish va yupqa listlarni olish uchun 
ikkita valik orqali prokatlash (yoyish) va lentali quyish (harakatlanuvchi silliq 
lentaga yopishqoq aralashmalarni surkash). 
Shundan keyin shakllantirilgan struktura kuydirish uchun pechga 
joylashtiriladi, kuydirishda harorat qattiq nazorat qilinadi. Bu protsedura natijasida 
barcha organik bog‘lovchi tarkibiy qismlar kuyib ketadi, hajm esa taxminan 15% 
ga kamayadi. So‘ngra material qizil cho‘g‘lanish haroratigacha qizdiriladi va 
ushlab turish davri deb ataladigan ma’lum bir vaqt davomida shu holatda ushlab 
turiladi, bu paytda yakuniy kimyoviy reaksiyalar bo‘lib o‘tadi. Material 
sovutilgandan keyin kristall struktura shakllangan deb hisoblanadi. materialning 
tipiga bog‘liq ravishda issiqlik bilan to‘liq ishlov berish vaqti 24 soatgacha davom 
etishi mumkin. So‘ngra olingan strukturaning yuzasiga kontaktli elektrodlarni 
kiritish zarur bo‘ladi. Buni bir nechta usulda bajarish mumkin. Quyidagilar eng 
keng tarqalgan usullar bo‘lib hisoblanadi: takroriy kuydirish bilan kumush va 
shisha aralashmasi yordamida trafaretli bosish, kimyoviy qayta tiklash uslubi bilan 
maxsus reaktorlarda qoplamalar surkash, changlash (past vakuum sharoitlarida 
metall bug‘lari bilan ishlov berish).
Materialning kristallitlariga (elementar kristall yacheykalarga) elektr dipollari 
sifatida qarash mumkin. Ba’zi bir materiallarda, masalan kvarsda bunday 
yacheykalar odatda kristallning o‘qi bo‘ylab joylashgan bo‘ladi, shu sababli 
bunday strukturalar mexanik kuchlanishlarga nisbatan etarlicha yuqori sezgirlikka 
ega bo‘ladi. Boshqa bir materiallarda dipollar ixtiyoriy tartibda joylashgan bo‘ladi, 
va bunday strukturalar o‘zlarining pyezoelektrik xususiyatlarini namoyon qilishi 
uchun ularni oldindan qutblash zarur bo‘ladi. Qutblashning bir nechta 

---

157 
texnologiyalari mavjud. Ulardan eng keng tarqalgani issiqlik bilan qutblash bo‘lib 
hisoblanadi, u quyidagi bosqichlardan tashkil topadi: 
1.
Unda dipollar ixtiyoriy joylashishga ega bo‘lgan kristall material (keramik 
yoki polimer plenka) Kyuri nuqtasidan oshmaydigan haroratgacha asta-sekin 
qizdiriladi. Ba’zi bir tipdagi materiallarni, masalan, polivinilidin ftoridni 
kuchlangan holatga keltirish zarur bo‘ladi. Yuqori harorat dipollarni qo‘zg‘atadi, 
bu ularni talab qilinadigan yo‘nalishga nisbatan oson qaratishga yorlam beradi. 
2.
Materiallar ularda dipollar kuch chiziqlari bo‘ylab saflanadigan kuchli 
E
elektr maydoniga joylashtiriladi (4.9B rasm). Bunda to‘liq tekislanish sodir 
bo‘lmaydi va ko‘pgina dipollar maydon yo‘nalishidan og‘adi. Biroq dipollarning 
statistik ustivor bo‘lgan bir xil qaratilishi qaror topadi. 
3.
Material unga bir paytning o‘zida elektr maydoni ta’sir ko‘rsatishi bilan 
sovutiladi.
4.
Material talab qilinadigan haroratgacha sovutilgandan keyin elektr maydoni 
bartaraf qilinadi, va qutblash jarayoni tugagan deb hisoblanadi. mateiral Kyuri 
haroratidan past haroratda bo‘lgan paytda u o‘zining qutblanish xususiyatlarini 
saqlab turadi. Dipollar dielektrik maydonda yuqori haroratda olingan qaratilishini 
ushlab turadi. 
4.9 - rasm. Pyezoelektrik va piroelektrik materiallari issiqlik bilan qutblash 
Tojli razryad uslubi boshqa bir qutblash uslubi bo‘lib hisoblanadi, u polimer 
pyezoelektriklar va piroelektriklarni ishlab chiqarishda qo‘llaniladi. Polimer plenka 
tojli razryad ta’siriga tortiladi. Razryadning kattaligi plenkaning bir santimetr 
qalinligiga bir necha million voltgacha etadi, uning ta’siri esa 40-50 sekund davom 

---

158 
etadi. Bu qutblashning etarlicha oddiy usuli bo‘lib hisoblanadi, uni xona haroratida 
o‘tkazish mumkin.
Sezgir elementni tayyorlashda oxirgi operatsiyalar unga talab qilinadigan 
shaklni berish va tozalash ishlovi berish bo‘lib hisoblanadi, ular qirqish, mexanik 
ishlov berish va silliqlashni o‘z ichiga oladi. Oxirgi ishlov berish protseduralari 
tugagandan keyin sezgir pyezo (piro) element datchikning korpusiga kiritiladi, 
uning elektrodlari elektr simlari va boshqa elektron tarkibiy qismlar bilan 
tutashtiriladi.
Qutblanishdan keyin kristallar doimiy qutblangan bo‘lib qoladi, biroq elektr 
zaryadlangan bo‘lib nisbatan qisqa vaqt oralig‘ida qoladi. Bu shu bilan 
izohlanadiki, qurshab turuvchi muhitda ko‘plab zaryadlangan ionlar mavjud 
bo‘ladi, shuningdek materialning o‘zining ichida ham etarlicha miqdorda erkin 
zaryad eltuvchilar mavjud bo‘ladi, ular elektr maydoni ta’siri ostida harakatlanishi 
mumkin va bu erkin zaryadlar dipollarning mos keluvchi uchlariga yaqinlashish 
bilan ularni neytrallaydi (4.9B- rasm). Shu sababli qutblangan pyezomaterial tezda 
razryadlangan bo‘lib qoladi va statsionar sharoitlarda qoladigan butun vaqt 
davomida shu holatini saqlab turadi. Biroq materialga mexanik kuchlanish 
qo‘yilishi bilanoq, yoki unga shamol puflanganda, muvozanat holati buziladi va 
pyezoelektrik yuzasida elektr zaryadi paydo bo‘ladi. Agar mexanik kuchlanish 
qandaydir-bir vaqt davomida ushlab turilsa, materialda zaryadlar ichki sizishlar 
hisobiga yana neytrallanadi. Shunday qilib, shunday xulosaga kelish mumkinki, 
pyezoelektrik sensorlar tenzozo‘riqishlarning doimiy darajasiga nisbatan emas, 
balki faqatgina ularning o‘zgarishiga nisbatan sezgir bo‘lib hisoblanadi. Boshqacha 
qilib aytganda, pyezoelektrik datchiklar – bu doimiy tok emas, o‘zgaruvchan tok 
qurilmalaridir. 
Pyezoelektriklarning yo‘naltirilgan sezgirligi (
d-
koeffitsiyentlar) haroratga 
bog‘liq bo‘ladi. Ba’zi bir materiallar uchun (masalan kvars) harorat ortishi bilan 
sezgirlik 0,016%/
tezlik bilan pasayadi. Plenkalar va keramika kabi boshqa 
pyezoelektriklar uchun 40
gacha bo‘lgan haroratlarda 
d-
koeffitsiyentlar 
kamayadi, yuqoriroq haroratlarda esa – ortadi. Hozirgi kunda turli tipdagi 

---

159 
keramikalar pyezoelektrik datchiklarni tayyorlash uchun eng keng tarqalgan 
materiallar bo‘lib hisoblanadi. Eng birinchi ferroelektrik keramik materiallardan 
biri bariy titanati bo‘lgan, u polikristall strukturaga ega, uning kimyoviy formulasi 
BaTiO
3
. Qutblanishning barqarorligi dipollarning koersitiv kuchlarining ta’siri 
hisobiga ta’minlnadi. Ba’zi bir materiallarda vaqt o‘tishi bilan qutblanishning 
kamayishi sodir bo‘ladi. Bu effektni pasaytirish uchun aosiy materialga 
qo‘shimchalar kiritiladi, ularning maqsadi dipollarni ma’lum bir holatda “qulflab 
qo‘yish” dan iborat bo‘ladi. Pyezoelektrik konstanta ham, materialning dielektrik 
singdiruvchanligi ham ishchi haroratga bog‘liq bo‘ladi. Bu kattaliklar (4.31) 
formulaga – biri suratga, boshqasi maxrajga kirishi sababli, ularning o‘zgarishi 
o‘zaro bir-birini yo‘q qiladi, bu keng haroratlar diapazonida 
V
chiqish kuchlanishi 
barqarorligining ortishiga olib keladi. 
Pyezoelektrik elementlardan yoki monokristall formasida, yoki unda alohida 
plastinkalar ularning orasiga joylashtirilgan elektrodlar yordamida tutashtirilgan 
ko‘p qatlamli struktura ko‘rinishida foydalanilishi mumkin. 4.10-rasmda ikki 
qatlamli kuch datchigi ko‘rsatilgan. Bu datchikka tashqi kuch qo‘yilganda uning 
qismlaridan biri kengayadi, boshqasi esa siqiladi, bu chiqish signalining ikki 
baravar kuchayishiga olib keladi. Qo‘shaloq sensorlar yoki 4.11A-rasmda 
ko‘rsatilganidek parallel qilib, yoki 4.11D - rasmda ko‘rsatilganidek ketma-ket 
ulanishi mumkin. Pyezoelektrik datchikning ekvivalent elektr sxemasi o‘zida