Сегроэлектричество пьезоэлектрических керамических кристаллов

Поляризация некоторых диэлектриков очень особенная. В определенном температурном диапазоне их диэлектрические константы не являются постоянными, а изменяются в зависимости от прочности поля, и после удаления внешнего электрического поля эти диэлектрики не являются нейтральными. Есть остаточная поляризация. Чтобы быть аналогичным тому факту, что ферромагнитные материалы могут оставаться намагниченными, это свойствоПьезо керамический преобразовательчасто называют сегнетоэлектричеством. Сегнетоэлектрический диэлектрик называется сегнетоэлектрическим. Среди них керамика Barium Titanate (BATIO3), монокристалл тартрат калия натрия (NAKC4H4O6 церх2O) и тому подобное наиболее заметны. Цикл гистерезиса показывает, что поляризация между сегнетоэлектрическим телом и приложенным электрическим полем нелинейной, и поляризация обращается вспять, когда внешнее электрическое поле изменяется. Инверсия поляризации является результатом инверсии домена, поэтому петля гистерезиса указывает на наличие доменов в сегнетоэлектрических. Так называемые домены представляют собой небольшие области, в которых спонтанные направления поляризации в сегнетоэлектриках являются равномерными, и домены. Граница между ними называется доменной стеной. Ферроэлектрические кристаллыПьезоэлектрические керамические продуктыОбычно многодомены, спонтанная поляризация в каждом домене имеет одинаковое направление, а спонтанная поляризация в разных доменах сильна.

Для поликристаллических сегнетоэлектриков нет регулярности между относительной ориентацией спонтанной поляризации в различных доменах для всего поликристалла из -за полного произвола ориентации кристаллических оси между зернами.
Ферроэлектрики, как правило, не спонтанно образуют отдельные домены, но мультидоменные кристаллы могут быть монодоманизированы под сильным внешним электрическим полем. Под действием сильного внешнего электрического поля объем домена спонтанной поляризации в многодоменной кристаллической параллельной или близкой к направлению внешнего поля будет быстро расширяться из-за образования ядерных доменных ядер и движения стен домена, и объем домена в других направлениях будет быстро уменьшаться. Small исчезает, что превращает весь кристалл в один домен. Под действием внешнего электрического поля динамический процесс ядра нового домена и движения доменной стенки называется процессом обращения домена. Это изменение имеет некоторые характеристики гистерезиса, поэтому сегнетоэлектрик демонстрирует вышеупомянутую петлю гистерезиса.

Учитывая, что один пьезо -кристалл предполагает, что ориентация спонтанной поляризации имеет только две возможности. Он положительный и отрицательный вдоль определенной оси кристаллов; Направление внешнего электрического поля параллельно оси поляризации. Когда внешнее электрическое поле равно нулю, поляризация соседних доменов в кристалле противоположна, а общий электрический момент кристалла равен нулю. Когда внешнее электрическое поле постепенно увеличивается, объем домена спонтанного направления поляризации, противоположного направлению электрического поля, будет постепенно уменьшаться из -за инверсии домена, и эти домены имеют такое же направление, что и электрическое поле постепенно будет постепенно Расширить, чтобы кристалл находился в направлении внешнего поля. Интенсивность увеличивается с увеличением электрического поля. Когда электрическое полепьезоэлектрический диск элементУвеличивается достаточно, чтобы обратить вспять все обратные домены в кристалле на внешнее поле, кристалл становится одним доменом, поляризация кристалла достигает насыщения, а затем увеличивается электрическое поле. Поляризация будет линейно увеличиваться с электрическим полем (так же, как поляризация типичного диэлектрика) и достигнет максимального значения PMAX, что является функцией наивысшего поляризационного электрического поля.

Когда линейная часть экстраполируется до нулевого электрического поля, полученный PS -перехват на вертикальной оси называется насыщенной поляризацией, которая на самом деле является спонтанной поляризацией каждого домена. Когда электрическое поле начнет уменьшаться от C, поляризация будет постепенно уменьшаться. вдоль кривой C-B. Когда электрическое полепьезоэлектрический керамический компонентуменьшается до нуля, поляризация уменьшается до определенного значения PR, который называется остаточной поляризацией сегнетоэлектрического. Когда электрическое поле меняет направление и увеличивается до ЕС в отрицательном направлении, поляризация уменьшается до нуля, обратное электрическое поле продолжает увеличиваться, а поляризация обращается вспять. ЕС называется принудительным полем цепной мощности. По мере того, как обратное электрическое поле продолжает увеличиваться, поляризация продолжает увеличиваться в направлении отрицательного градиента и достигает значения насыщения (-pr) в отрицательном направлении иУльтразвуковой пьезоэлектрический преобразовательстановится единственным доменным кристаллом, который имеет отрицательную поляризацию. Если электрическое поле постоянно изменяется от высокого отрицательного значения до высокого положительного значения, положительный домен начинает образовываться и расти снова, пока весь кристалл не станет односторонним кристаллом домена с прямой поляризацией. В ходе этого процесса поляризация возвращается в точку C вдоль части FGH возвратной линии. Таким образом, под действием большого переменного электрического поля электрическое поле изменяется на одну неделю, а вышеупомянутый процесс повторяется один раз, показывая показанный цикл гистерезиса. Область, заключенная на обратную линию, является энергией, необходимой для