Пьезоэлектрический эффект - Основные понятия и сведения о физических показателях горных пород
Это особый случай поляризации минералов и горных пород. Эффект возникает в веществе с ацентричностью (не имеют центра симметрии). Вещество способно к поляризации при применении не только электрического поля, но и механических напряжений. Например: нагрузка на монокристалл кварца приводит к появлению разноименных зарядов на его противоположных гранях. Этот эффект обратим.
В переменном электромагнитном поле можно вызвать вибрацию кристалла.
Справедлива формула
,
Где - диэлектрическая проницаемость;
Е - напряжение электрического поля;
Н - напряженность магнитного поля;
- механическое напряжение;
T - время действия поля;
Э - проводимость среды.
На основании экспериментов установлено основное уравнение
Q = -,
Где q - поверхностная плотность электрического заряда;
- механическое напряжение;
- пьезоэлектрических модуль монокристалла.
Пьезоэффект присущ только анизотропным средам. Деформированный элемент пьезоактивной среды можно уподобить системе трех диполей, оси которых параллельны осям координат, а дипольные моменты пропорциональны относительным деформациям вдоль соответствующих осей. Освобождение электрических зарядов и связанное с ним появление дипольных моментов приводит к образованию в окружающем пространстве вращающегося электрического поля, регистрация которого является главной задачей пьезоэлектрического метода разведки.
По пьезоактивным минералам горные породы и руды разделяются на четыре группы:
Высокоактивные 510-14 Кл/Н (кулон/ньютон)
Среднеактивные 0,5510-14 Кл/Н
Слабоактивные 0,510-14
Неактивные 10-14.
Высокие характерны для золотокварцевых месторождений, где они достигают 3510-14 Кл/Н.
Пьезоэлектрический эффект свойственен рудно-кварцевым пегматитовым, полиметаллическим, апатито-нефелиновым и др., то есть таким пьезоэлектрическим месторождениям, где активных тел и вмещающих пород отличаются (примерно в 5 раз).
Положение и степень ориентированности пьезоактивных минералов в рудных телах обусловлены генезисом месторождения. Текстура кварцевых жил тесно связана с полями тектонических напряжений, возникающими в рудообразованиях.
Пьезоэлектрический эффект в горных породах носит объемный характер и его регистрация возможна в различных направлениях.
Пьезоэлектрическую активность горных пород и минералов определяют статическими и динамическими способами.
В практике используют два динамических метода: лабораторный и экспрессный. Лабораторный представляет собой ультразвуковую магнитострикционную установку (рис 104).
Рис. 104. Блок-схема лабораторной ультразвуковой магнитострикционной установки: Г - генератор, Д - магнитодатчик, Щ - щуп, У - усилитель
Образец выполняется в форме куба 3х3х3 см. Пьезоэлектрический потенциал измеряют с помощью площадного электрода, соответствующего размерам граней образца, относительно активной площади магнитостриктора. В приборе имеются эталоны.
Похожие статьи
-
Измеряется только Jп, так как система в плоскости меридиана. Определяется составляющая момента, перпендикулярная к плоскости меридиана. Индуктивная...
-
Электрические свойства - Основные понятия и сведения о физических показателях горных пород
Электрические свойства - это физические свойства, характеризующиеся способностью природных объектов создавать и распространять электромагнитные поля. Под...
-
Прочностные свойства - Основные понятия и сведения о физических показателях горных пород
Прочностные свойства горных пород не относятся к показателям, которые создают геофизические поля. В то же время эти свойства характеризуют крепость...
-
Магнитные свойства - Основные понятия и сведения о физических показателях горных пород
Магнетизм - особая форма взаимодействия между движущимися электрически заряженными частицами. Он присущ горным породам, так как они имеют способность...
-
Осадочные породы - Основные понятия и сведения о физических показателях горных пород
Характеристику диэлектрической проницаемости е осадочных пород целесообразно первоначально рассмотреть на примере мономинеральной водонасыщенной породы,...
-
Упругие свойства - Основные понятия и сведения о физических показателях горных пород
Упругость - свойство веществ сопротивляться воздействию механических напряжений. Если не превышен предел упругости - деформации обратимы, т. е....
-
Теплофизические свойства - Основные понятия и сведения о физических показателях горных пород
Теплофизические свойства горных пород являются показателями теплового поля Земли, формирование которого обусловлено тремя основными источниками: А)...
-
Жидкая фаза - Основные понятия и сведения о физических показателях горных пород
Вода и нефть - диамагнитны. Воды =0,9Ч10-5 ед. СИ; нефти= - 1,04Ч10-5 ед. СИ. Минерализация вод практически не влияет на, так как соли диамагнитны....
-
Самые высокие сж и р у пород, содержащих большое количество кварца (диориты, кварциты), а более низкие значения у дунитов, поскольку они...
-
Магматические породы - Основные понятия и сведения о физических показателях горных пород
Теплопроводность обусловлена в основном твердой фазы ввиду большой и малых kп. ср 2,34,3 Вт/(мК). Закономерных изменений в ряду кислые-ультраосновные не...
-
Твердая фаза - Основные понятия и сведения о физических показателях горных пород
Коэффициент теплопроводности зависит от минерального состава, формы, размеров и пространственных ориентации кристаллов или зерен, а также температуры и...
-
Метаморфические породы - Основные понятия и сведения о физических показателях горных пород
У метаморфических пород величина е определяется в основном пористостью kп при условии отсутствия или низкого содержания минералов-проводников. В то же...
-
Нейтронные свойства - Основные понятия и сведения о физических показателях горных пород
Нейтроны представляют собой электронейтральные частицы. Их свойство - беспрепятственно проникать в ядра веществ. Происходит упругое и неупругое...
-
Электроимпульсное разрушение горных пород
При дроблении горных пород важное значение имеет проблема их избирательного разрушения. Это связано с тем, что традиционные механические методы...
-
Крепость горных пород - характеристика сопротивляемости пород их добыванию - технологическому разрушению. Это понятие крепости введено профессором М. М....
-
Общие сведения о горных породах - Построение паспорта прочности горной породы
Горные породы - это природные агрегаты одного или нескольких минералов, образующие самостоятельные геологические тела По происхождению горные породы...
-
ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ БУРЕНИИ - Бурение нефтяных и газовых скважин
Основной вид деформации, под действием которой породы в процессе бурения разрушаются, -- вдавливание. Рассмотрим явления, происходящие в породе при...
-
Динамические характеристики определяются по известным скоростям прохождения упругих волн через образец: Динамический коэффициент Пуассона...
-
Как объект горных разработок горные породы характеризуются различными технологическими свойствами - Крепостью, абразивностью, твердостью, буримостью,...
-
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГОРНЫХ ПОРОДАХ Земная кора сложена главным образом изверженными и метаморфическими горными породами, на которых прерывистым покровом...
-
Упругость - способность горных пород полностью восстанавливать свои первоначальные формы и размеры после снятия нагрузки. Предел упругости У -...
-
Понятие выветривания Выветривание представляет собой процесс изменения (разрушения) горных пород и минералов вследствие приспособления их к условиям...
-
Сосна обыкновенная PinussylvestrisL. Географический ареал сосны простирается по всему бореальному поясу лесов Евразии. Сосна малотребовательна к теплу,...
-
В случае контактового метаморфизма происходят изменения вмещающих горных пород, обусловленные тепловым и химическим воздействием на них интрузивных...
-
Метод гидростатического взвешивания - Построение паспорта прочности горной породы
Метод основан на определении объема образца горной породы по весу вытесненной им жидкости. Для проведения опыта из пробы горной породы отбираются 5-6...
-
Определение плотностных свойств горной породы - Построение паспорта прочности горной породы
Плотностные свойства обусловлены действием на породу гравитационного поля сил Земли (силы земного притяжения). К плотностным свойствам относятся:...
-
Состав и особенности образующихся из магмы горных пород определяются сочетанием следующих факторов: исходным составом магмы, процессами ее эволюции и...
-
Введение - Магматические горные породы и принципы классификации
Магматические горные породы образуются из природного огненно-жидкого расплава, обогащенного летучими компонентами (H2O, CO2, CO, H2S и другие),...
-
Проверка устойчивости незакрепленных горных выработок Устойчивость незакрепленной горной выработки может быть установлена приближенно, исходя из системы...
-
Плотность горных пород - Навигационно-гидрографическое обеспечение морских геологоразведочных работ
Плотность горных пород -- определяется отношением массы горных пород к ее объему. Плотность горной породы вычисляют по формуле: Где: V1 - объем пор и...
-
Горные породы - Буровые установки
По происхождению горные породы делятся на три группы: магматические (изверженные), осадочные и метаморфические. Магматические горные породы образуются в...
-
Для решения каких задач целесообразно проводить отбор образцов горных пород - Радиометрия скважин
Метод отбора образцов горных пород из стенок скважины боковыми сверлящими керноотборниками на кабеле позволяет получать надежную информацию для...
-
Горные породы: Известняк, песчаник, гнейс - Почвоведение и инженерная геология
Известняк -- осадочная горная порода органического (биогенного), реже хемогенного происхождения, состоящая преимущественно из карбоната кальция,...
-
Акустические свойства горной породы - Построение паспорта прочности горной породы
Акустические свойства характеризуют закономерности распространения в породах знакопеременных, упругих деформаций (упругих волн). По своей природе упругие...
-
Определение статических упругих свойств горной породы - Построение паспорта прочности горной породы
Упругие свойства горных пород характеризуются модулем упругости Е при одноосном напряженном состоянии (модуль Юнга), модулем сдвига модулем объемной...
-
Основные показатели разработки Заводнение нефтяных месторождений применяют с целью вытеснения нефти водой из пластов и поддержания при этом пластового...
-
Понятия и основные показатели состава и структуры населения Статистика состава человеческого общества является важнейшим разделом статистики населения,...
-
Раздел 4.1. Магматизм 1. Что такое магматизм? 2. Что такое магма? 3. Назовите основные механизмы зарождения магмы. 4. Чем определяется подвижность магмы...
-
Краткое описание магматических горных пород - Магматические горные породы и принципы классификации
Ультраосновные породы. Ультраосновные породы играют незначительную роль в составе земной коры и обязаны своим происхождением мантийным источникам...
-
Классификации магматических горных пород - Магматические горные породы и принципы классификации
Магматические горные породы классифицируются, исходя из фациальной принадлежности, химического состава, минералогического состава, структурных...
Пьезоэлектрический эффект - Основные понятия и сведения о физических показателях горных пород