Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать неотразимый комплимент Как противостоять манипуляциям мужчин? Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?

Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника







Спонтанная поляризация. Сегнетоэлектрики





2.1.5.

Среди ионных полярных кристаллов есть такие, которые способны поля­ризоваться без каких-либо внешних воздействий, самопроизволь­но, спонтанно. Такой диэлектрик можно представить цепочкой диполей, образование которых обусловлено несовпадением «центров тяжести» положительных и отрицатель­ных ионов.

Сегнетоэлектриками называют вещества, обладающие в оп­ределенном интервале температур спонтанной (самопроизвольной) поляризацией, которая существенно изменя­ется под влиянием внешних воздействий: электрического поля, упругих напряжений, изменения температуры и др.

Спонтанная поляризация, то есть наличие электрического дипольного момента в отсутствии внешнего электрического поля, обусловлена особенностями строения сегнетоэлектриков. В от­сутствии внешнего электрического поля сегнетоэлектрики имеют доменную структуру. Домены представляют собой макроскопи­ческие области вещества, обладающие самопроизвольной поля­ризацией. Направления электрических моментов у разных доме­нов различно (рис. 2.5, а), поэтому суммарная поляризованность об­разца в целом равняется нулю.

Внешнее электрическое поле изменяет направления электри­ческих моментов доменов, что создает эффект очень сильной поляризации (рис.2.5, б). Именно этим объясняются свойственные сегнегоэлектрическим материалам сверхвысокие значения диэлек­трической проницаемости e (до сотен тысяч).

Следствием доменного строения сегнетоэлектриков является нелинейная зависимость их электрической индукции (или поля­ризации) от напряженности электрического поля, зависимость имеет вид петли гистерезиса (рис. 2.6).

 
 

 

 


а б

Рис. 2.5. Доменное строение сегнетоэлектрика в отсутствие внешнего электрического поля (а) и при приложении внешнего электрического поля напряженностью Е (б)

 

 

 
 

 


Рис. 2.6. Основная кривая поляризации сегнетоэлектрика (кривая ОА) и петля диэлектрического гистерезиса

 

Участок кривой ОА соответствует процессу роста доменов, у которых вектор спонтанной поляризации образует наименьший угол с направлением поля. В точке А наступает состояние тех­нического насыщения, поляризация достигает максимального значения Pmax, все домены ориентируются по направлению поля. Кривую ОА называют кривой заряда сегнетоэлектрического конденсатора.

Если в поляризованном до насыщения образце уменьшить напряженность поля до 0, то поляризация в 0 не обратится, а примет некоторое остаточное значение Pост (рис.2.6). При воздей­ствии полем противоположной полярности поляризация быст­ро уменьшается и при некоторой напряженности поля Ес (называемой коэрцитивной силой) обращается в ноль.

Так как наличие гистерезиса - это результат запаздывания поляризации по отношению к внешнему электрическому полю, то площадь, ограниченная петлей гистерезиса, пропорциональна потерям, связанным с затратами энергии электрического поля на ориентацию доменов.

Специфические свойства сегнетоэлектриков проявляются только в определенном интервале температур. При увеличении температуры усиливается тепловое движение и, как следствие, нарушается доменная структура. Таким образом происходит пе­реход из сегнетоэлектрической фазы в параэлектрическую. Тем­пература, выше которой спонтанная поляризация исчезает назы­вается точкой Кюри. В точке Кюри диэлектрическая проницае­мость достигает максимума .

В настоящее время известно несколько сотен соединений, обладающих свойствами сегнетоэлектриков. Наиболее известны среди них титанат бария ВаТiО3, титанат свинца Рb ТiО3, ниобат калия КNbО3.

Температура перехода в спонтанно поляризованное состояние (точка Кюри) у различных сегнетоэлектриков составляет от нескольких Кельвин (например, у Рb2Nb2О7 ТК = 15 К), ТК = 393 К для титаната бария, и до полутора тысяч Кельвин (например, у LiNbО3 ТК = 1483 К).

В техническом применении сегнетоэлектриков наметилось несколько направлений, важнейшими из которых считаются:

- изготовление малогабаритных низкочастотных конденсаторов с большой удельной емкостью;

- использование материалов с большой нелинейностью поляризации как основы различных радиотехнических устройств (параметрических усилителей, низкочастотных усилителей мощности, умножителей частоты, стабилизаторов напряжения и др.) .

 

2.2. Электрофизические процессы в диэлектриках

 








Date: 2015-07-25; view: 898; Нарушение авторских прав

mydocx.ru - 2015-2017 year. (0.009 sec.) - Пожаловаться на публикацию