ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Цель работы: изучение областей применения и электрических свойств
сегнетоэлектриков, их отличий от линейных диэлектриков.
Теоретическое введение
Активные диэлектрики, к числу которых относят сегнето- , пьезо- и
пироэлектрики; электреты; материалы квантовой электроники; жидкие
кристаллы; электро-, магнито-, акустооптические материалы и др., позволяют
осуществить генерацию, усиление, модуляцию электрических и оптических
сигналов, запоминание или преобразование информации.
Свойствами активных диэлектриков можно управлять с помощью
внешних энергетических воздействий. Строгая классификация активных
диэлектриков, охватывающая многие
отличительные признаки этих
материалов, оказывается весьма затруднительной. К тому же резкой границы
между активными и пассивными диэлектриками не существует. Один и тот же
материал в различных условиях его эксплуатации может выполнять либо
пассивные функции изолятора или конденсатора, либо активные функции
управляющего или преобразующего элемента.
В большинстве случаев активные диэлектрики классифицируются
по роду
физических эффектов, которые можно использовать для управления
свойствами материалов. Наиболее универсальны в этом плане
сегнетоэлектрики, которые сочетают в себе свойства пьезо- и пироэлектриков,
электрооптических и нелинейно-оптических материалов. Они могут выступать
и в качестве электретов. Вместе с тем сегнетоэлектрики обладают рядом
специфических, только им присущих свойств. Важнейшим из них
является
нелинейное изменение поляризованности P при воздействии электрического
поля E или механической деформации.
Классическими представителями сегнетоэлектриков являются
дигидрофосфат калия (KH
2
PO
4
), нитрат натрия (NaNO
2
), титанат бария
(BaTiO
3
), триглицинсульфат ((NH
2
CH
2
COOH)
3 *
H
2
SO
4
), сегнетова соль
(NaKC
4
H
4
O
6 *
4H
2
O) и др. Сегнетоэлектрики обладают наряду с линейными
видами поляризации (электронной и ионной), в определенном температурном
интервале ниже точки Кюри T
c
, спонтанной поляризацией, направление
которой может быть изменено с помощью внешнего электрического поля или
механической деформации.
В переменных полях у сегнетоэлектриков наблюдается явление
диэлектрического гистерезиса, т.е. отставание изменения электрической
индукции (смещения) D от напряженности электрического поля E. Иначе
говоря, гистерезисный цикл является следствием доменного строения
сегнетоэлектриков. Ориентация доменной структуры в
направлении
электрического поля требует затрат электрической энергии, что указывает на
дополнительный механизм диэлектрических потерь. Величина потерь на
гистерезис характеризуется площадью предельного гистерезисного цикла,
показанного на рис. 1. Основные параметры, характеризующие предельный
Учеб. пособие. - Пенза: Изд-во Пенз. политехн. ин-та, 1993. – 64с.
6. Печерская Р.М. Релаксационные явления в активных диэлектриках:
Монография - Пенза: изд-во ПГТУ, 1994. – 72с.
7. Лайнс М, Гласс А. Сегнетоэлектрики и родственные им материаллы. -
М.: Мир, 1991 – 736с.
3
Учеб. пособие. - Пенза: Изд-во Пенз. политехн. ин-та, 1993. – 64с. Цель работы: изучение областей применения и электрических свойств
6. Печерская Р.М. Релаксационные явления в активных диэлектриках: сегнетоэлектриков, их отличий от линейных диэлектриков.
Монография - Пенза: изд-во ПГТУ, 1994. – 72с.
7. Лайнс М, Гласс А. Сегнетоэлектрики и родственные им материаллы. - Теоретическое введение
М.: Мир, 1991 – 736с.
Активные диэлектрики, к числу которых относят сегнето- , пьезо- и
пироэлектрики; электреты; материалы квантовой электроники; жидкие
кристаллы; электро-, магнито-, акустооптические материалы и др., позволяют
осуществить генерацию, усиление, модуляцию электрических и оптических
сигналов, запоминание или преобразование информации.
Свойствами активных диэлектриков можно управлять с помощью
внешних энергетических воздействий. Строгая классификация активных
диэлектриков, охватывающая многие отличительные признаки этих
материалов, оказывается весьма затруднительной. К тому же резкой границы
между активными и пассивными диэлектриками не существует. Один и тот же
материал в различных условиях его эксплуатации может выполнять либо
пассивные функции изолятора или конденсатора, либо активные функции
управляющего или преобразующего элемента.
В большинстве случаев активные диэлектрики классифицируются по роду
физических эффектов, которые можно использовать для управления
свойствами материалов. Наиболее универсальны в этом плане
сегнетоэлектрики, которые сочетают в себе свойства пьезо- и пироэлектриков,
электрооптических и нелинейно-оптических материалов. Они могут выступать
и в качестве электретов. Вместе с тем сегнетоэлектрики обладают рядом
специфических, только им присущих свойств. Важнейшим из них является
нелинейное изменение поляризованности P при воздействии электрического
поля E или механической деформации.
Классическими представителями сегнетоэлектриков являются
дигидрофосфат калия (KH2PO4), нитрат натрия (NaNO2), титанат бария
(BaTiO3), триглицинсульфат ((NH2CH2COOH)3 * H2SO4), сегнетова соль
(NaKC4H4O6 * 4H2O) и др. Сегнетоэлектрики обладают наряду с линейными
видами поляризации (электронной и ионной), в определенном температурном
интервале ниже точки Кюри Tc, спонтанной поляризацией, направление
которой может быть изменено с помощью внешнего электрического поля или
механической деформации.
В переменных полях у сегнетоэлектриков наблюдается явление
диэлектрического гистерезиса, т.е. отставание изменения электрической
индукции (смещения) D от напряженности электрического поля E. Иначе
говоря, гистерезисный цикл является следствием доменного строения
сегнетоэлектриков. Ориентация доменной структуры в направлении
электрического поля требует затрат электрической энергии, что указывает на
дополнительный механизм диэлектрических потерь. Величина потерь на
гистерезис характеризуется площадью предельного гистерезисного цикла,
показанного на рис. 1. Основные параметры, характеризующие предельный
3
