材料的介電性能教學(xué)課件ppt-wenkub.com
2024-12-05 10:08 本頁面
【正文】 試說明壓電變壓器的原理。 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(dòng)特性．即在大功率下?lián)p耗?。惺芄β拭芏却螅黜?xiàng)參數(shù)的穩(wěn)定性好，故一般采用 硬性”壓電陶瓷。不同元素在同一鐵電體中對(duì) Tc的影響是不同的 。二級(jí)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。在兩者中間的溫度范圍內(nèi)屬于鐵電體。 電場(chǎng)強(qiáng)度自 C處下降 ， 晶體極化強(qiáng)度亦隨之減小 ， 在 E＝ 0時(shí) ， 仍存在極化強(qiáng)度 ， 就是剩余極化強(qiáng)度 Pr。 施加外電場(chǎng)后 ，沿電場(chǎng)方向的電疇擴(kuò)展 、 變大 ， 與電場(chǎng)方向反向的電疇變小 。新疇成核后便在電場(chǎng)作用下向前推進(jìn)，穿透整個(gè)試樣，如圖所示。 ?? 180176。 和 109176。 電疇 電疇結(jié)構(gòu)與晶體結(jié)構(gòu)有關(guān) 。 具有鐵電的晶體可以分為兩大類 一類是以 磷酸二氫鉀 為代表的，具有氫鍵，它們從順電相到鐵電相的過渡是無序到有序的相變 另一類則以 鈦酸鋇 為代表的，從順電相到鐵電相的過渡，是由于其中兩個(gè)子晶格發(fā)生相對(duì)位移 Ps：無電場(chǎng)時(shí)單疇的自發(fā)極化強(qiáng)度； Pr：剩余極化強(qiáng)度； EC ：矯頑場(chǎng)強(qiáng)。 ?? 石英是否具有熱釋電效應(yīng)？ 鐵電性（ Ferroelectricity） 鐵電體 電疇 鐵電體 是指在某溫度范圍具有自發(fā)極化，而且極化強(qiáng)度可以隨外電場(chǎng)反向而反向的晶體。 退極化電場(chǎng)的典型值在 500~1000V/mm。 4）其他壓電系數(shù)。 利用同樣方法 ， 分別得到切應(yīng)力T4 (xz平面 )、 T5 (xy平面 )、 T6 (yz平面 ) 作用下 ， 在 x 方向上的電位移和壓電應(yīng)變常量關(guān)系 。 左 、右下標(biāo)分別代表電學(xué)量和力學(xué)量 ，d11代表 1方向加的應(yīng)力和 1方向產(chǎn)生的束縛電荷 。 (a)晶體呈中性； (b)晶體極性僅為 X軸的正方向出現(xiàn)負(fù)電荷； (c)晶體極性僅為 X軸的正方向出現(xiàn)正電荷 . 表征參數(shù) 機(jī)械品質(zhì)因數(shù) 壓電陶瓷機(jī)械振動(dòng)時(shí)內(nèi)部能量消耗程度的參數(shù) Qm=2пWm/Δ Wm 陶瓷濾波器 高 Qm 音響器件 接收型換能器 低 Qm 輸入的機(jī)械能 機(jī)電耦合系數(shù) 綜合反映壓電陶瓷的機(jī)械能與電能之間耦合關(guān)系的物理參量。 對(duì)于某些電介質(zhì)的單晶體，在其一些特定方向上加力，則在力的垂直方向的平面上出現(xiàn)正、負(fù)束縛電荷。介電常數(shù)越大，影響越顯著。原因是氣體正離子遷移率比電子小，形成正的體積電荷。 固體介質(zhì)常處于周圍氣體媒質(zhì)中，擊穿時(shí)常常發(fā)現(xiàn)固體介質(zhì)并未擊穿，只是火花掠過它的表面，稱之為 固體介質(zhì)的表面放電 。 則各層內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度為 （ 2）材料中氣泡的作用 氣泡的介電常數(shù)和電導(dǎo)率都很小，受到電壓作用時(shí)其電場(chǎng)強(qiáng)度很高； 氣泡本身抵抗電場(chǎng)強(qiáng)度比固體介質(zhì)要低得多。 材料組織結(jié)構(gòu)不均勻性可能引起擊穿強(qiáng)度下降。 熱擊穿 處于電場(chǎng)中的介質(zhì)，由于介質(zhì)損耗而受熱； 當(dāng)外加電壓足夠高時(shí)，散熱和發(fā)熱從平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)入非平衡狀態(tài)，介質(zhì)的溫度將越來越高，直至出現(xiàn)永久性破壞。 如果材料發(fā)生 短路 ，則這些材料就失效了。 取向極化 取向極化： 具有恒定偶極矩的極性分子在 外加電場(chǎng) 作用下 ， 偶極子 發(fā)生轉(zhuǎn)向 ， 趨于和外加電場(chǎng)方向一致 ， 與極性分子的熱運(yùn)動(dòng)達(dá)到統(tǒng)計(jì)平衡狀態(tài) ， 整體表現(xiàn)為 宏觀偶極矩 。 （ 1）電子松弛極化 材料中弱束縛電子在晶格熱振動(dòng)下，吸收一定能量由低級(jí)局部能級(jí)躍遷到較高能級(jí)處于激發(fā)態(tài)； 處于激發(fā)態(tài)的電子連續(xù)地由一個(gè)陽離子結(jié)點(diǎn)，移到另一個(gè)陽離子結(jié)點(diǎn)； 外加電場(chǎng)使其運(yùn)動(dòng)具有一定的方向性，由此引起極化，使介電材料具有異常高的介電常數(shù)。 EVP r )1(0 ???? ? ???電極化率 χe： 1?? re ??電位移 D：電容器
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