A tanulmány ferroelectrics
Department of építési és elektromos szigetelési technológia
Tárgy: Tanulmány a ferroelectrics
Célkitűzés: Annak vizsgálata, alapvető ferroelektromos dielektromos tulajdonságok függvényében a külső villamos tér és a hőmérséklet oszcillografikus módszerrel.
Alapjai elmélet
A ferroelektromos dielektrikumok úgynevezett különleges csoportot, hogy egy bizonyos hőmérséklet alá, vagy egy bizonyos hőmérséklet-tartományban van egy spontán (spontán) polarizáció, azaz polarizált állapot hiányában a külső elektromos mező. A név szerezték a Rochelle só, amely történetileg először ferroelektromos.
Minden ismert ferroelectrics osztható két fő csoportra: proton ferroelectrics - tartalmazó anyagok hidrogén (Rochelle-só, vegyes kristályok, kapcsolódó Rochelle-sók, dihidrogén-foszfátok és digidroarsenaty kálium-, ammónium- és deutero-szubsztituált-sók) és egyéb anyagok, amelyek nem tartalmaznak hidrogént (bárium-titanát, ólom-titanát, rokon szerkezetű származékok izomorf elegyében bárium-titanát és más vegyületek). Szerint a szerkezet, összetételét és tulajdonságait a két csoport jelentős mértékben különbözik egymástól. Az első csoport jellemzi komplex szerkezet egy ferroelektromos anyag, az általuk okozott spontán polarizáció kell tekinteni egy proton. Ezek a kristályok egy spontán polarizáció alacsony hőmérsékleten, törékenyek, úgy, hogy ezek gyakorlati alkalmazása nehéz és némileg korlátozott.
A második csoport besprotonnye ferroelectrics, megkülönböztető jellemzője a szerkezet, amely a oktaéderes környezet oxigén ionok kisebb méretű a kation. Ez a csoport az úgynevezett ferroelectrics oxigén oktaéderes. Mivel a nagy elektromos teljesítmény, a könnyű előállítására, a különböző ferroelektromos tulajdonságait a második csoport széles körben használják különböző területeken a technológia.
A jelenléte a spontán polarizáció meghatározza számos speciális tulajdonságainak ferroelectrics.
- Magas dielektromos állandója.
- A nemlineáris függését dielektromos állandó hőmérséklet és amelynek Curie pontot (ábra. 1).
- A nemlineáris függése a spontán polarizáció vektor és a dielektromos állandója a külső elektromos mező (ábra. 2).
- A dielektromos hiszterézis (ábra. 3).
Ábra. 1. hőmérsékletfüggése dielektromos állandója Ferroelektromos
Ábra. 2. A függőség a polarizáció P és a ferroelektromos permittivitás e a külső elektromos mező
A elmélete ferroelektromosság ismert: termodinamika - a legteljesebb és szigorú, és az elmélet a lokális minimumok - kevésbé korlátozó vizuális.
Spontán polarizáció lép anyagok, domén szerkezetét. Domain - makroszkopikus területet, amelyen belül a villamos dipólusnyomatékuk az egyedi részecskék az azonos méretű, és párhuzamosan vannak elrendezve.
Szerint a termodinamikai elmélet domén szerkezetének az anyagban fordul elő, ahol ha miatt rendezett elrendezését a részecskék A találmány értelmében legalább a teljes energia.
Jellemzésére fokát rendelési részecskék a ferroelektromos Ginsburg választotta egy négyzet értéke a vektor a polarizáció, mivel a szabad energia nem függ az irányát, és a szabad energia egyetlen-domént ferroelektromos kristály izotróp feszültségmentes kifejezve a következő sorozat:
ahol F0 - a szabad energia a kristály a paraelectric fázisban;
P - a nagysága a polarizáció;
- tágulási együtthatók tulajdonságaitól függően az anyag, és a