材料的介電性能教學(xué)課件ppt-資料下載頁
2025-11-29 10:08本頁面
【正文】 法 動態(tài) 地 觀察 到。如果把電場沿著鈦酸鋇晶體的自發(fā)極化軸加到上圖所示的試樣上，實驗表明，與電場方向一致的電疇并不通過其疇壁的側(cè)向移動以犧牲反向疇為代價進行擴張，而是 在反向疇內(nèi)部沿著試樣的邊緣靠近電極處生長出許多極化方向與電場方向一致的尖劈狀新疇 。新疇成核后便在電場作用下向前推進，穿透整個試樣，如圖所示。電場增強時，新疇不斷出現(xiàn)，不斷向前發(fā)展波及整個反向疇，最終便把這種反向電疇變成與外場方向一致，并與相鄰的同向疇結(jié)合為一個體積更大的同向疇。 電滯回線是鐵電體的鐵電疇在外電場作用下運動的宏觀描述 。沒有外電場時 ， 晶體總電矩為零 (能量最低 )。 施加外電場后 ，沿電場方向的電疇擴展 、 變大 ， 與電場方向反向的電疇變小 。極化強度隨外電場增加而增加 。 (OA段 )電場強度繼續(xù)增大 ，最后晶體電疇都趨于電場方向 ， 類似形成一個單疇 ， 極化強度達到飽和 。 (C處 ) 繼續(xù)增加電場 ， 則極化強度 P與電場 E成線性增加 ， 沿這線性外推至 E＝ 0處 ， 相應(yīng)的 Ps值就是飽和極化強度 ， 也就是自發(fā)極化強度 。 電場強度自 C處下降 ， 晶體極化強度亦隨之減小 ， 在 E＝ 0時 ， 仍存在極化強度 ， 就是剩余極化強度 Pr。當(dāng)反向電場強度為 EC時 (圖中 F點處 )， 剩余極化強度 Pr全部消失 ， Ec就是矯頑電場強度 。 反鐵電體 立方相 120℃ ABO3 四方相 正交相 0℃ 鐵電體起源與晶體結(jié)構(gòu) BaTiO3 Ba2+ O2 Ti4+ 鐵電性、壓電性與熱釋電性之間的關(guān)系 鐵電體 熱釋電體 壓電體 介電體 鐵電體的臨界性質(zhì) ?? 外部條件 (電場、應(yīng)力、溫度、壓力 ) 變化，可以引起鐵電體極化強度 P 的變化。 羅息鹽在常壓下有兩個居里點：24℃ 稱 上居里點 ； 18℃ 稱為 下居里點 。在兩者中間的溫度范圍內(nèi)屬于鐵電體。 環(huán)境因素對鐵電體性質(zhì)的影響 一級相變和二級相變。一級相變時，比熱容會發(fā)生突變伴隨著有潛熱產(chǎn)生，自發(fā)極化在居里點處突然下降為零。鈦酸鋇、 PZT等鐵電體即屬于這一類。二級相變只呈現(xiàn)比熱容大的改變，無潛熱發(fā)生，自發(fā)極化逐漸變化為零。硫酸三甘肽（ TGS）和 LiTaO3鐵電體屬于這一類。 鐵電體的各種性能在居里點附近都有很大變化。 鐵電體居里溫度由材料成分決定。不同元素在同一鐵電體中對 Tc的影響是不同的 。 ?? Pb2+、 Sr2+、 Ca2+、 Cd2+可取代 Ba2+形成鈣鈦礦型溶體； ?? Sr4+、 Hf4+、 Zr4+、 Ce4+、 Th4+可置換 Ti4+。 一般情況下晶粒愈大，其壓電性愈高。單晶體相變十分尖銳，而細小晶粒鐵電體相變溫度范圍逐漸變寬。 晶粒大小、尺寸因素的影響 壓電變壓器 輸入 輸出 P P tlKKQUUm 3331124??在水聲技術(shù)中的應(yīng)用 發(fā)射換能器用的材料，要求壓電陶瓷具有高的驅(qū)動特性．即在大功率下?lián)p耗?。惺芄β拭芏却?，各項參數(shù)的穩(wěn)定性好，故一般采用 硬性”壓電陶瓷。這種“硬性”材料，振動時發(fā)出的功率很強，現(xiàn)代水下聲發(fā)射器已達到兆瓦級 接受換能器材料要求壓電陶瓷具有高靈敏度和平坦的頻率響應(yīng)。即材料具有高的機電耦合系數(shù)，大的介電常數(shù)，高的壓電響應(yīng)，低的老化特性，一般采用軟性壓電陶瓷 兼具接收和發(fā)射的換能器材料則要求材料兼顧上述兩項特性，一般采用ＣｒＮｉ或等價離子置換的二元或三元系壓電陶瓷 在超聲技術(shù)中的應(yīng)用 逆壓電效應(yīng) 電場 高強超聲波 小孔清洗 粉碎焊接打孔 超聲加濕 B超 超聲測距儀 液面計 車輛計數(shù)器 思考題 繪出典型的鐵電體的電滯回線，說明其主要參數(shù)的物理意義和產(chǎn)生 P— E 非線性的原因。 試說明壓電體、鐵電體和熱釋電體在各自晶體結(jié)構(gòu)上的特點。 試說明壓電變壓器的原理。 查閱文獻，給出改善一例 PZT陶瓷的性能具體配方和工藝，并說明對性能產(chǎn)生的影響。
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