Отдел на строителството и електрическа изолация технология
Тема: Изследване на ferroelectrics
Цел: да се изследва основните фероелектрични диелектрични свойства като функция на външната електрическото поле и температура oscillographic метод.
Основи на теорията
Фероелектричен диелектрици наречени специална група, която под определена температура или определен температурен диапазон е спонтанно (спонтанно) поляризация, т.е. са поляризирани състояние при липса на външно електрическо поле. Името стигнаха от Рошел сол, което е исторически първи фероелектрични.
Всички известни ferroelectrics могат да бъдат разделени на две основни групи: протонни ferroelectrics - вещества, съдържащи водород (сол на Рошел, смесени кристали, свързани Rochelle соли, дихидроген фосфати и digidroarsenaty калиев, амониев и деутеро-заместен соли) и вещества, които не съдържат водород (бариев титанат, олово титанат, свързани в структурата изоморфен смес от бариев титанат и други съединения). Според структурата, състава и свойствата на тези две групи се различават значително един от друг. Първата група се характеризира с комплексна структура на фероелектричен материал, те причиняват спонтанен поляризация се счита за протон. Тези кристали имат спонтанно поляризация при ниски температури, са крехки, така че тяхното практическо приложение е трудно и донякъде ограничен.
Втората група се състои besprotonnye ferroelectrics, отличителна черта на структурата, която е осмостенно среда на кислород йони с по-малък размер на катиона. Тази група се нарича ferroelectrics кислород осмостенно. Поради високата електрически изпълнение, лекотата на получаване, различни фероелектрични свойства на втората група са широко използвани в различни области на техниката.
Наличието на спонтанно поляризация определя редица специални свойства на ferroelectrics.
- Висока диелектрична константа.
- Нелинейна зависимост на диелектрична константа на температура и има точка на Кюри (фиг. 1).
- Нелинейна зависимост на спонтанно поляризация вектор и диелектрична константа на външната електрическо поле (Фиг. 2).
- В диелектрична хистерезис (фиг. 3).
Фиг. 1. Температурна зависимост на диелектрична константа на фероелектричният
Фиг. 2. Зависимостта на поляризация P и фероелектричният проницаемост д външно електрическо поле
От теорията на ferroelectricity известни: термодинамиката - най-пълната и строг, и теорията на местните минимуми - по-малко рестриктивен, но по-визуално.
Спонтанно поляризация настъпва вещества, структурата на домейна. Домейн - макроскопска зона, в която електрическите диполни моменти на отделните частици са с еднакъв размер и са подредени паралелно.
Според термодинамична структура теория домейн на веществото се случи, при което ако поради подредба на частиците е осигурен поне общата енергия.
За да се характеризира степента на подреждане на частици в фероелектричният Гинсбург избра квадратна стойност на вектора на поляризация, тъй като свободната енергия не зависи от посоката си, а свободната енергия на един домейн фероелектрична кристал изотропно ненапрег изразена като следните серии:
където F0 - свободната енергия на кристала в paraelectric фаза;
P - големината на поляризация;
- разширяване коефициенти в зависимост от свойствата на веществото, и
Свързани статии