DE1441648A1 - Verfahren und Vorrichtung zur piezoelektrischen Umwandlung elektrischer Energie in hydrostatische mechanische Energie oder umgekehrt - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Umwandlung mechanischer Energie in elektrische Energie und betrifft insbesondere ein verbessertes ^verfahren und eine Vorrichtung zum Umwandeln eines hydrostatischen Drucks in ein elektrisches Signal oder umgekehrt.

Genauer gesagt betrifft die Erfindung ein Umwandlungsverfahren und eine Umwandlungsvorrichtung, bei der ein piezoelektrischer Kristall verwendet wird, der einen hydrostatischen piezoelektrischen Effekt zeigt. Unter der Bezeichnung "hydrostatischer piezoelektrischer Effekt" wird hier die Kopplung verstanden, die zwischen einem gleichmäßig auf alle Flächen eines piezoelektrischen Kristallkörpers wirkenden ^ruck und einem elektrischen -fe'eld besteht, das durch diesen ""ruck in einer bestimmten Richtung innerhalb des Kristalls hervorgerufen wird, wobei diese Richtung als elektrische Achse oder Polarrichtung oder Polarachse bezeichnet wird. Dieser Effekt ist umkehrbar, denn wenn man den hydrostatischen Kristall einem parallel zu

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der Polarachse wirkenden elektrischen Feld aussetzt, erfährtefer kristall eine Volumenänderung, die einem den Kristall umgebenden strömungsfähigen Medium in Form akustischer ',fellen mitgeteilt " . werden kann. Piezoelektrische Effekte, die auf den hydrostatischen Druck zurückzuführen sind, sind auf Seite 194 des Werks "Piezoelectricity" von Walter G-. Cady (McGfraw-Hill Book Company, 1946) "beschrieben.

Eine Anwendbarkeit der Erfindung ist insbesondere bei einem unter Wasser-Wandler gegeben, wie er z.B. bei Schallortungseinrichtungen verwendet wird. Pur den Fachmann .liegt'es- jedoch auf der Hand, daß sich die Anwendbarkeit der Erfindung nicht auf diesen besonderen Fall beschränkt, und daß zahlreiche andere Anwendungsmöglichkeiten bestehen.

Bis jetzt werden unter Wasser-Wandler oder -Geber zu dem Zweck hergestellt, einen hydrostatischen piezoelektrischen Effekt oder einen eindimensionalen piezoelektrischen Effekt auszunutzen. Ein eindimensionaler piezoelektrischer Effekt ist in vielen Fällen weniger erwünscht, denn man muß kostspielige Unterstützungs- und Abschirmungsmittel vorsehen, um aus dem hydrostatischen -^ruck eine eindimensionale oder eine zweidimensional Beanspruchung bzw. Spannung abzuleiten. Arbeitet man dagegen mit einem hydrostatischen piezoelektrischen Effekt, ist es lediglich erforderlich, das Wandlerelement elektrisch zu isolieren und es im Wasser mit Hilfe eines geeigneten Kabels aufzuhängen, das die elektrischen Zuleitungen für den Geber oder Wandler enthält. Wegen der grundsätzlichen konstruktiiven Einfachheit eines solchen Wandlers bietet daher die Ausnutzung . des hydrostatischen piezoelektrischen Effekts bei einem

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_ 3 _ HA lt>4ö _1A_28 999 Unterwassergeber besondere Vorteile,

Ein hydrostatischer piezoelektrischer Effekt wird bei zahlreichen. Kristallen durch die vorhandene Symmetrie ermöglicht; dies gilt insbesondere für ferroelektrisch^ Stäffe. Bei den meisten Materialien ist jedoch der hydrostatische piezoelektrische Effekt relativ schwach, denn die V/irkung des Drucks in der Richtung des elektrischen Feldes wird weitgehend durch eine entgegengesetzte Wirkung des Drucks rechtwinklig zur Richtung des elektrischen Feldes ausgeglichen. Dies gilt z.B. für die in großem Umfang verwendeten keramischen Materialien aus Bariumtitanat und Bleizirkonat-Bleititanat«, Somit weisen nur wenige piezoelektrische Materialien eine bemerkbare Empfindlichkeit für den hydrostatischen Druck auf«,

Vorzugsweise dient bei Materialien für hydrostatische piezoelektrische Wandler als Bewertungsziffer das Produkt aus der hydrostatischen piezoelektrischen Spannungskonstante d- und der piezoelektrischen Spannungskonstante g, . Eine Definition dieser Konstanten ist in den 1961 durch das Institute of Radio Engineers veröffentlichten Normen über piezoelektrische Kristalle (61 IRE 14. S1) gegeben.

- Das Produkt g^. χ d^ ist ein direktes Maß für die elektrische Energie, die einem piezoelektrischen Material bei einem bestimmten Wert des hydrostatischen Drucks je Yolumeneinheit entnommen werden kann. Lithiumsulfat, das bis jetzt als das Kristallmaterial mit dem größten hydrostatischen piezoelektrischen Effekt.gilt, zeigt bei Raumtemperatur für das Produkt

cL x.'- g, einen Wert von 2,3 χ 10 m /Newton und eine Dielektrizitätskonstante von 10,3. Bei einem keramischen Material aus

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B^eimetaniobat, das im Vergleich, zu anderen piezoelektrischen keramischen Materialien eine relativ große hydrostatische Empfindlichkeit zeigt, beträgt die Dielektrizitätskonstante etwa

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250, während das Produkt d, χ g, wiederum etwa 2 χ 10~V m / Newton bettägt.

Abgesehen von den relativ schwachen hydrostatischen piezoelektrischen Effekten, die bei den bis jetzt bekannten ühterwassergebern auftreten, ergibt sich eine weitere allgemeine _: - -_ Einschränkung aus der {Tatsache, daß viele Geber bzw* Ifandler , _; eine relativ niedrige Dielektriziztätskonstante besitzen. Wenn .. man einen solchen Geber in einer erheblichen Meerestiefe anordnet, führt die große Kapazität der Zuleitungen, welche.die re-^ lativ kleine Kapazität des Wandlers überbrückt, zu einem erheblichen Energieverlust· In manchen lallen ist es daher erforderlich, Kathodenverstärker in der Nähe des Wandlers vorzusehen, um einen hohen Wandlerwiderstand zur Wirkung zu bringen, so daß das Ausgangssignal des Wandlers nicht durch die Kapazität der· Zuleitungen beeinträchtigt wird«

Ein Hauptziel der Erfindung besteht nunmehr darin, einen Wandler oder Geber vorzusehen, der im Vergleich zu den bis jetzt bekannten hydrostatischen Wandlern einen erheblich stärkeren hydrostatischen piezoelektrischen Effekt liefert·

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen verbesserten piezoelektrischen Unterwasserwandler vorzusehen,*

Ferner sieht die Erfindung einen 'Wandler vor, bei dem innerhalb eines großen Temperaturbereichs ein starker hydrostatischer piezoelektrischer Effekt auftritt*

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Weiterhin sieht die Erfindung einen Unterwasaerwandler vor, der einen starken hydrostatischen piezoelektrischen Effekt liefert und eine hohe Dielektrizitätskonstante aufweist_o

Ein weiteres Ziel der Erfindung "besteht in der Schaffung eines verbesserten Verfahrens zum Umwandeln eines hydrostatischen Drucks in elektrische Energie oder umgekehrt.

Die Erfindung beruht allgemein auf der Entdeckung eines kräftigen hydrostatischen- piezoelektrischen Effekts bei verschiedenen Verbindungen von Elementen der Gruppen V, VI und VII des periodischen Systems. Repräsentativ für solche Verbindungen ist die Verbindung SbSJ, die einen hydrostatischen piezoelektrischen Modul d^ von über 10*"^ Coulomb/Newton, eine Dielektrizitätskonstante von etwa 2100 bei 0° C und bei 0° C einen Wert des Produktes d^ xg^ von 54 x 10 m /Newton aufweist. Gemäß der Erfindung umfaßt eine bevorzugte Ausbildungsform eines Unterwasserwandlers ein piezoelektrisches Element, das aus der Verbindung SbSJ besteht und Elektroden umfaßt, die an einander gegenüber liegenden Flächen des Elements befestigt sind.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematiseher Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung eines gezüch teten Kristallgefüges, das eine Verbindung von Elementen der Gruppen V, VI und VII umfaßt.

Pig. 2 zeigt perspektivisch einen erfindungsgemäßen Unterwasserwandler·

Fig. 3 ist ein Schnitt"längs der Linie 3-3 in Fig. 2.

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Fig. 4 veranschaulicht schematisch eine in Verbindung mit dem Wandler nach Fig. 2 zu benutzende Schaltung·

Fig. 5,6 und 7 zeigen in graphischen Darstellungen die piezoelektrischen Charakteristiken eines erfindungsgemäßen Wandlers·

Als kristallinische Verbindungen, die für die Durchführung der Erfindung geeignet sind, kommen bestimmte ferroelektrische Verbindungen von Elementen der G-ruppen V, VI und VII in Frage, die oberhalb ihres Curie-Punktes eine Kristallsymmetrie vom Typ mmm (orthorhombisch mit einem Symmetriemittelpunkt) und unterhalb des Curie-Punktes eine Kristallsymmetrie vom Typ 2 mm (orthorhombisch, wobei die Polarachse die zweifache Achse bildet) aufweisen· Oberhalb des Curie-Punktes sind die Verbindungen dieser G-ruppe paraelektrisch. Unterhalb des Curie-Punktes sind die Verbindungen in charakteristischer Weise ferroelektrisch. Über die ferroelektrischen Eigenschaften der repräsentativen Verbindung SbSJ wurde in der Veröffentlichung "Ferroelectricity in SbSJ" von E. Fatuzzo u.a., Physical Review 127, 2036 (1962)" berichtet.

Uunmehr wurde entdeckt, daß die Verbindung SbSJ, die man als, charakteristisch für Verbindungen von Elementen der G-ruppen V, VI und VII betrachten kann, und die das weiter oben erwähnte Kristallgefüge aufweist, unterhalb der Curietemperatur einen außergewöhnlich starken hydrostatischen piezoelektrischen Effekt zeigt und eine hohe Dielektrizitätskonstante aufweist, so daß diese Verbindung zur Verwendung bei Unterwasserwandlern besonders geeignet ist. Die ferroelektrischen Verbindungen, von

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denen bekannt ist, daß sie das beschriebene Kristallgefüge aufweisen, umfassen diejenigen Verbindungen von Elementen der Gruppen Y, YI und VII, deren Zusammensetzung der Formel XYZ entspricht, wobei X ein Element bezeichnet, das aus der Antimon und Wismut umfassenden Gruppe gewählt ist, während Y ein Element ist, das aus der Schwefel, Selen und Tellur umfassenden Gruppe gewählt ist, und wobei Z ein Element bezeichnet, das aus der Jod, Chlor und Brom umfassenden Gruppe gewählt ist, Es. liegt auf der Hand, daß jeder der -Bestandteile X, Y und Z durch ein Gemisch von Elementen der betreffenden Gruppen gebildet werden kann. Ferner liegt es auf der Hand, daß man zahlreiche Verbindungen von Elementen der Gruppen V, VI und VII angeben, kann, die das gewünschte Kristallgefüge aufweisen. Hierbei kann es sich um Einkristalle, Bündel von orientierten Kristallen ,oder: polykristalline keramische Materialien handeln. nachstehend sind einige der zahlreichen Verbindungen von Elementen der Gruppen V, VI und VII aufgeführt, von denen bekannt ist, daß äie das beschriebene Kristallgefüge haben, und für die die Verbindung SbSJ repräsentativ ist.

Verbindung	Zusammensetzung
1	SbSJ
2	SbSBr
3	SbSeBr
4	SbSeJ
5	SbTeJ
6	BiSCl
7	BiSBr
8	BiSJ
9	BiSeCl
10	BiSeBr
11	BiSeJ

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Die für die Durchführung der Erfindung "bevorzugte Verbindung ist die Verbindung SbSJ, bei der die Öurie-Temperatur 22° C beträgt. Das nadeiförmige Kristallwachstum von SbSJ ist charakteristisch für Verbindungen von Elementen der Gruppen V, Vi und VII, worauf insbesondere in der Veröffentlichung "Photoeonduction in Ternary V-VI-VII Compounds" von R.ITitsehe und W.J. Merz, J. phys. Chem. Solids 13, 154 (196Θ) hingewiesen worden ist.

In Pig. 1 ist eine kristallinische Masse 10 aus der Verbindung SbSJ, die mit Hilfe des in der vorstehend genannten Veröffentlichung beschriebenen Verfahrens gezüchtet werden kann, Genauer gesagt kann man die Verbindung SbSJ in Perm sehr dünner¹ nadelähnlicher Einkristalle züchten, wobei die Längsachse des -^; iffadelkristails die ferroelektrisch^ Achse ist, oder in Form einer mehrere Kristalle umfassenden rohrförmigen Gefügeanordnung 10, wie sie in Pig. 1 gezeigt ist, wobei das ^efüge eine gebündelte Masse von einzelnen kristallinischen ladein 12 umfaßt. Die Nadeln 12 haben parallel verlaufende ferroelektrische Achsen ©,jedoch regellos orientierte a— und b-Achsen, wie es in Pig. 1 angedeutet ist» Somit verläuft die ferroelektrisehe c—Achse jedes Kristalls innerhalb des Bündels 50 entlang der Längsachse des in Pig. 1 gezeigten Gefüges, Bekanntlich lassen sich solche gebündelten Existallmassen leicht bis zu einer Länge von 100 mm bei einem Durehmesser von etwa 5 bis 7 mm züchten,

Man kann die so gezüchtete zylindrische Kristallmasse 10-■-" nach Pig. 1 rechtwinklig zu ihrer f erroelektrischen Xängsachse zerschneiden bzw. in Scheiben zerlegen, so daß man eine Scheibe 14 der in Pig. 2 und 3 gezeigten Art erhält. Elektroden 16 und 17 können auf geeignete Weise auf den beiden Plaehseiten der

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Scheibe 14 erzeugt werden, z.B. durch Aufdampfen eines geeigneten Metalls oder durch Auftragen einer elektrisch leitenden farbe'. Die Zuleitungen 20 und 22 können auf geeignete Weise mit den Elektroden 16 und 18 verbunden werden, damit die Wandlerscheibe 14 an einen Stromkreis angeschlossen werden kann, um die Starrheit der Wandlerscheibe 14 zu erhöhen, kann man das mit den Elektroden und Anschlüssen versehene Aggregat auf geeignete Weise einkapseln und wasserdicht machen, indem man es mit einem Überzug 24 aus einem geeigneten Kunststoff, z.B. einem Epoxyharz, versieht.

Man kann die Wandlerscheibe 14 auf geeignete Weise polarisieren, indem man eine Spannungsquelle mit einer vorbestimmten Spannung an die Elektroden 16 und 18 anschließt. Bei einer Scheibe aus der Verbindung SbSJ genügt eine Spannungsquelle, die ein elektrisches Feld von 0,5 bis 2 kV/cm erzeugt, um die Scheibe 14 unterhalb des Curiepunktes (22° ö) piezoelektrisch zu machen. Es sei bemerkt, daß sich bei anderen Verbindungen aus Elementen der Gruppen V, VI und VII andere Werte für den Curiepunkt und die Stärke des erforderlichen Polarisationsfeldes ergeben.

Wird ein hydrostatischer piezoelektrischer Kristallkörper wie die Wandlerscheibe 14 auf allen Seiten einem gleichmäßigen hydrostatischen Druck ausgesetzt, entstehen innerhalb des Kristallkörpers keine Seherspannungen. Bei dem Kristallgefüge, das bei der Verbindung SbSJ und den weiter oben angegebenen Verbindungen von gleichartigem G-efüge vorhanden ist, tragen die piezoelektrischen Moduln, durch die der hydrostatische Modul bestimmt wird, die Bezeichnungen &·$\> d™ und d*,, wenn die

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Polarachse, d.h. die c-Achse, als die Z-Koordinatenachse entsprechend der Nomenklatur gewählt wird, die seitens des Committee on Piezoelectricity des Institute of Radio Engineers für die 2-mm-polaren Kristalle vorgeschlagen wurde. Wenn sich die piezoelektrischen Moduln d^.,, d^p ^und. d^ nicht gegenseitig auslöschen, ist eine resultierende Polarisation in Richtung der Polarachse vorhanden, die als hydrostatischer piezoelektrischer Modul bezeichnet wird.

Der piezoelektrische Modul d„ beschreibt die Beanspruchung, d.h. die relative Längung parallel zur Z-Achse, die durch ein elektrisches Einheitsfeld hervorgerufen wird, das in der gleichen Richtung zur Wirkung gebracht wird. Die Moduln d,,. und d^i geben die Spannung parallel zur b-Achse bzw, zur a-Achse an, welche durch ein elektrisches Einheitsfeld hervorgerufen wird, das parallel zur Z-Achse wirkt. Die gleichen piezoelektrischen Moduln gelten für den direkten piezoelektrischen Effekt,""' wobei öle die ladung je Flächeneinheit angeben, die durch eine Einheit der Beanspruchung erzeugt wirdo

Bezüglich des kristallgefüges der Verbindung SbSJ und verwandter isostruktureller Verbindungen kann man den hydrostatischen Modul d, mit Hilfe der Moduln d,.«, d·™ ^und· ä-x-z wie folgt ausdrücken:

In Fig. 5 sind die Werte der Moduln d^ und d^₅ für einen erheblichen Temperaturbereich unterhalb des Curiepunktes aufgetragen. Der piezoelektrische Modul d.,, wurde direkt gemessen, und zwar unter Benutzung einer 1OO-Hz-Kraft, die parallel zur c-Achse wirkte, wobei die elektrische ladung mit Hilfe eines

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großen Kondensators gesammelt wurde. Bei der Messung des hydrostatischen piezoelektrischen Moduls d^ wurde ein geeichter hydrostatischer 60-Hz-Druek von etwa 4 x 10 N/m angewendet und die Ladung wurde ebenfalls mit Hilfe eines großen Kondensators gesammelt.

Betrachtet man die in Pig. 5 wiedergegebenen Kurven, erkennt man, daß der Modul d^ nur etwas niedrigere Werte zeigt als der Modul d™^. Daher wird angenommen, daß die Moduln d^^ und d-,p relativ klein sind oder ein entgegengesetztes Vorzeichen haben, woraus sich die große Amplitude des Moduls d, erklärt.

In Fig. 6 ist der piezoelektrische Kopplungsfaktor k.

dargestellt, der der hochfrequenten Schwingung in der Dickenrichtung zugeordnet ist, wobei die Bewegung parallel zu der Polarachse erfolgt, die mit der Achse der Scheibe 14 zusammenfällt. Im vorliegenden Palle war die Scheibe 14 seitlich eingespannt» .

In Pig· 7 sind die charakteristische Resonanzfrequenz fp und_r.die. Parallelresonanzfrequenz f. einer "andlerscheibe 14 dargestellt, wobei diese Werte bei steigender Temperatur gemessen wurde. Gemäß Pig. 7 zeigte der Wandler nur einen sehr geringen Prequenzgang in Abhängigkeit von der Temperatur, d.h. er besitzt von Katür aus eine gute Temperaturstabilität.

Die Verbindung SbSJ besitzt den stärksten bekannten hydrostatischen piezoelektrischen Effekt und die höchste ausnutzbare Dielektrizitätskonstante aller bekannten piezoelektrischen Materialien. Im Hinblick auf diese Eigenschaften und die naturgegebene, Prequenzstabilität innerhalb eines großen Temperatur-

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bereichs ist der erfindungsgemäße· Wandler 14 den bis jetzt bekannten Unterwasser-Wandlern erheblich, überlegen»

Die übrigen möglichen isomorphen Verbindungen von Elementen der Gruppen V, VI und VII, die weiter oben genannt wurden, dürften infolge ihres gleichartigen Kristallgefüges und ihrer Wachstumseigenschaften ähnliche piezoelektrische Charakteristiken aufweisen. Zwar wurden die hier angegebenen Werte mit Hilfe eines polarisierten Körpers gewonnen, der sich aus zahlreichen einzelnen Kristallen mit im wesentlichen parallelen c-Achsen zusammensetzte, doch liegt es auf der ^xland, daß man ähnliche günstige Ergebnisse bei einem langgestreckten linkristallkörper aus den erwähnten Verbindungen erzielen würde· Eine etwas geringere, jedoch immer noch ausnutzbare hydrostatische piezoelektrische Empfindlichkeit wird sich bei einem einem keramischen Material ähnelnden Körper aus Verbindungen erzielen -lassen, bei dem die einzelnen Kristalle anfänglich regellos orientiert sind, jedoch mit Hilfe des elektrischen Polarisatmonsverfahrens eine bevorzugte Polarisierung ihrer c-Achsen erhalten.

Die bevorzugte Verbindung SbSJ hat einen bekannten Curiepunkt von 22° C, der in manchen geographischen Gebieten in Meereshöhe unter der Temperatur der Umgebungsluft liegt. Die Wassertemperatüren liegen in größeren Tiefen unter 22° C, und in Tiefen, in denen Schallortungseinrichtungen betrieben werden, geht die Wassertemperatur bis auf 0° C zurück. Somit wird die kristallinische Verbindung SbSJ bei Temperaturen ferroelektrisch sein, die in bestimmten Meerestiefen anzutreffen sind, obwohl das Material in manchen .geographischen Gebieten in Luft paraelektrisch sein kann.

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I¹Xg. 4 zeigt schematisch eine Schaltung zum Polarisieren und zum Betreiben des Wandlers 14 unter Wasser. Man erkennt eine Polarisationsspannungsquelle 26 und einen elektrischen Empfänger 28, die mit Hilfe von Schaltmittein 30 wahlweise mit den Zuleitungen 20 und 22 verbunden werden können. Die Schaltmittel 30 umfassen einen ersten beweglichen Kontakt 32, der mit der Zuleitung 20 verbunden ist und wahlweise in Berührung mit einem der festen Kontakte 34 und 36 gebracht werden kann, sowie einen zweiten beweglichen Kontakt 38, der an die Zuleitung 22 angeschlossen ist und wahlweise an einem der festen Kontakte 40 und 42 angreifen kann. Die Kontakte 36 und 42 sind mit dem Eingang des Empfängers 28 verbunden, während die Kontakte 34 und 40 an die Polarisationsspannungsquelle 26 angeschlossen sind. Bei der in Pig. 4 gezeigten Stellung verbinden die beweglichen Kontakte 32 und 38 den Empfänger 28 mit den Zuleitungen 20 und 22. Jedoch ist es möglich, die beweglichen Kontakte 32 und 38 mit der Hand oder automatisch zu betätigen, um sie in Berührung mit den Kontakten 34 und 40 zu bringen, so daß die Spannungsquelle 26 direkt mit den Zuleitungen 20 und 22 verbunden wird, um die Wandlerscheibe 14 zu polarisieren.

Wird das in Pig. 4 gezeigte System in Betrieb genommen, wird die Wandlerscheibe 14 zunächst unterhalb der Wasseroberfläche angeordnet, und die beweglichen Kontakte 32 und 38 werden kurzzeitig in Berührung mit den Kontakten 34 und 40 gebracht, um die Wandlerscheibe 14 zu polarisieren bzw. zu gewährleisten, daß eine Polarisation stattgefunden hat. Dann werden die beweglichen Kontakte 32 und 38 wieder in ihre aus Pig. 4 ersichtliche Stellung gebracht, um den Empfänger 28 mit dem Wandler zu verbinden. 909808/02 7 6

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Es sei "bemerkt, daß man "bei dem vorstehend "beschriebenen* Ausführungsbeispiel die verschiedensten Abänderungen und Abwandlungen vorsehen kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.

Patentansprüche: 909808/0276

Claims (1)

1. I h 4 I D t> ö

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   PATENTANSPRÜCHE

   Hydrostatisches piezoelektrisches Element, gekennzeichnet Qurch einen polarisierbaren Körper aus einem Material, dessen Zusammensetzung der Formel XYZ entspricht, wobei X mindestens ein Element bezeichnet, das aus der Antimon und Wismut umfassenden Gruppe gewählt ist, wobei Y mindestens ein Element bezeichnet, das aus der Schwefel, Selen und Tellur umfassenden Gruppe gewählt ist, und wobei Z mindestens ein Element bezeichnet, das aus der Jod, Chlor und Brom umfassenden Gruppe gewählt ist.

   2. Hydrostatisches piezoelektrisches Element, gekennzeichnet durch einen polarisierbaren Körper, der im wesentlichen aus der Verbindung SbSJ besteht.

   3. Elektromechanischer Wandler zur piezoelektrischen Umwandlung hydrostatischer mechanischer Energie in elektrische Energie oder umgekehrt, gekennzeichnet durch einen polarisierbaren Körper der Zusammensetzung nach Anspruch oder 2, wobei an entgegengesetzten Flächen des Körpers Elektroden befestigt sind.

   4. Elektromechanischer Wandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Körper eine kreisrunde Scheibe mit einer ferroelektrischen c-Achse umfaßt, wobei diese Achse mit der Längsachse der Scheibe zusammenfällt, und wobei Elektroden an den voneinander^ abgewandten ebenen Flächen der Scheibe befestigt sind»

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   5. Elektromechanischer Wandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Scheibe und die Elektroden mit Hilfe einer Schicht aus einem isolierenden und wasserdichten Material eingekapselt sind,

   6. Piezoelektrischer Unterwasserwandler, gekennzeichnet durch einen polarisierbaren Körper der Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei Elektroden an voneinander abgewandten !lachen des Körpers befestigt sind und wobei der Körper und die Elektroden von einer Schicht aus isolierendem und wasserdichtem Material umschlossen sind.

   7« Unterwasser-Wandlersystem, gekennzeichnet durch eine Wandlervorrichtung, die unter der !fasseroberfläche angeordnet werden kann und zwei Elektroden und einen zwischen den Elektroden angeordneten Körper aus einem piezoelektrischen Material umfaßt, eine Polarisationsspannungsquelle für die Wandlervorrichtung, die oberhalb der Wasseroberfläche angeordnet werden kann, einen oberhalb der Wasseroberfläche anzuordnenden elektrischen Empfänger für die Yiandlervorrichtung sowie Sehaltmittel, die es ermöglichen, wahlweise die Polarisationsspannungsquelle bzw. den Empfänger mit der tariervorrichtung zu verbinden«

   8. Unterwasser-Wandlersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Material eine Verbindung mit einer Zusammensetzung entsprechend der formel XXZ umfaßt, wobei X mindestens ein Element bezeichnet, das aus der Antimon und Wismut umfassenden Gruppe gewählt ist, wobei X mindestens ein Element bezeichnet-, daß aus der Schwefel, Selen und Tellur umfassenden· Gruppe gewählt ist, und wobei Z mindestens ein Element bezeichnet, das aus der Jod, Chlor und Brom umfassenden

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   9· Unterwasser-Wandlersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß es sich bei dem Material um die Verbindung SbSJ handelt, deren Curietemperatur etwa 22° C beträgt·

   10· Verfahren zur piezoelektrischen Umwandlung elektrischer Energie in hydrostatische mechanische Energie oder umgekehrt, dadurch gekennzeichnet , daß ein piezoelektrisches Material verwendet wird, das im wesentlichen aus einer Verbindung besteht, deren Zusammensetzung der Formel XYZ entspricht, wobei X mindestens ein Element bezeichnet, das aus der Antimon und Wismut umfassenden Gruppe gewählt ist, wobei Y mindestens ein Element bezeichnet, das aus der Schwefel, Selen und Tellur umfassenden Gruppe gewählt ist, und wobei Z mindestens ein Element bezeichnet, das aus der Jod, Chlor und Brom umfassenden Gruppe gewählt ist,

   11. Verfahren zur piezoelektrischen Umwandlung elektrischer Energie in mechanische hydrostatische Energie oder umgekehrt, dadureh gekennzeichnet , daß als piezoelektrisches Material die Verbindung SbSJ verwendet wird.

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