介電和鐵電材料ppt課件(已修改)
2025-05-16 18:31 本頁(yè)面
【正文】 第五節(jié) 介電和鐵電材料 12 四、反鐵電材料（反鐵電體） 一般是離子晶體，電疇內(nèi)存在兩套極化強(qiáng)度相等、方向相反的亞晶格，使得宏觀不顯自發(fā)極化 雙電滯回線： AB：反鐵電體特征，類似于一般的線性介質(zhì) BC、 CD：鐵電體特征，出現(xiàn)固有電極化強(qiáng)度 五、介電鐵電材料的應(yīng)用 電容器，鐵電材料可用于高容量電容器：電子線路中用于阻斷、耦合、交直流分離、濾波和能量存貯等 第六節(jié) 壓電材料 1 正壓電效應(yīng)：材料受到應(yīng)力作用而處于應(yīng)變狀態(tài)時(shí) ， 材料內(nèi)部會(huì)引起電極化和電場(chǎng) ， 表面出現(xiàn)感應(yīng)電荷 。 逆壓電效應(yīng)：材料受到電場(chǎng)力作用產(chǎn)生電極化時(shí) ， 材料會(huì)產(chǎn)生應(yīng)變 。 一、正壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng) 二 、 壓電效應(yīng)的機(jī)制 無(wú)對(duì)稱中心的晶體中正負(fù)離子的位移引起壓電效應(yīng) 具有反演對(duì)稱中心的晶體無(wú)壓電效應(yīng) 無(wú)反演對(duì)稱中心的石英晶體有壓電效應(yīng) 第六節(jié) 壓電材料 2 壓電體必須是離子晶體或離子團(tuán)組成的分子 + 第六節(jié) 壓電材料 3 三 、 壓電材料主要工程參數(shù) 機(jī)械品質(zhì)因素 壓電振子：具有一定取向和形狀的壓電晶片具有固有的機(jī)械諧振頻率 。當(dāng)外電場(chǎng)的頻率與其一致時(shí) ， 由于逆壓電效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生機(jī)械諧振 。 這種晶片稱壓電振子 。 壓電振子在諧振子時(shí) ， 會(huì)產(chǎn)生內(nèi)耗 ， 造成機(jī)械能損失 ， 反映這種機(jī)械能損耗程度的參數(shù)為機(jī)械品質(zhì)因數(shù) Qm， 定義為： mmmWWQ?? ?2Wm為每振動(dòng)周期內(nèi)單位體積存貯的機(jī)械能； △ W為每振動(dòng)周期內(nèi)單位體積損耗的機(jī)械能 Qm與振動(dòng)模式有關(guān) ， 如壓電振子的形狀 、 振動(dòng)的晶體學(xué)方向 、 振動(dòng)頻率等 第六節(jié) 壓電材料 4 )( 逆壓電效應(yīng)靜電場(chǎng)下輸入的電能 轉(zhuǎn)化的機(jī)械能?k四 、 壓電材料種類 機(jī)電耦合系數(shù) )( 正壓電效應(yīng)輸入的機(jī)械能機(jī)械能轉(zhuǎn)變的電能?k或 科研和工程中最重要的參數(shù) ， 有的材料可達(dá) 70%以上 材料 羅息鹽 鈦酸鋇 PZT 水晶 介電常數(shù) 350 1700 1200 機(jī)電耦合系數(shù) /% 73 21 30 10 晶體：石英 、 鈮酸鋰 (LiNbO3)、碘酸鋰等 半導(dǎo)體： CdS, CdSe, ZnO, ZnS, ZnTe, ZdTe, GaAs, GaSb等 壓電陶瓷： BaTiO3, PbTiO3 第六節(jié) 壓電材料 5 五 、 壓電材料的應(yīng)用舉例 水聲換能器 水中聲納 =空中雷達(dá) 壓電超聲換能器 利用逆壓電效應(yīng) ， 在高強(qiáng)度電場(chǎng)下產(chǎn)生高強(qiáng)度超聲波 ， 用于超聲清洗 、 超聲乳化 、 超聲粉碎 、 超聲治療等 實(shí)現(xiàn)水中電能與聲能的相互轉(zhuǎn)化 壓電點(diǎn)火器 壓電晶體受到外力作用后 ， 在電極面上會(huì)感應(yīng)出電荷 ， 電荷聚集形成高電 。 利用高壓可產(chǎn)生火花放電 。 這種電火花可用于點(diǎn)燃煤氣 、炮彈 ， 及用于壓電高壓發(fā)生器 。 石英電子表 其他：拾音器 、 蜂鳴器 、流量計(jì) 、 計(jì)數(shù)器等 第七節(jié) 熱釋電材料 1 為溫度為自發(fā)極化強(qiáng)度為熱釋電系數(shù) ；T；PTpss? ? ???一 、 熱釋電效應(yīng) 晶體因溫度變化而引起晶體表面電荷的現(xiàn)象稱為熱釋電效應(yīng) 二
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