铁电体和电介质

时间:2023-06-27作者:佚名

  有一些特殊的晶体电介质,如酒石酸钾钠(NaKC4H4O6.4H2O)、钛酸钡(BaTiO3)等,P与E之间呈现出如图2.24所示的复杂非线性关系.这种关系表明∶当电场E从零开始向正向增大时,P沿OA 曲线随着增大,到达A 点饱和,即E再增大P也不再增加.从饱和点A若E减小时,P不沿AO曲线减小返回零,而是沿AB曲线减小,当E减至零时,P减至B点的P值,并不为零,当E继续反向增大时,P沿BC曲线减小,当E反向增至Ec时,P才减至零,E反向继续增大,P反向沿CA"曲线反向增大至A"点,P值饱和.当E从A"点反向减小时,P沿A"B"曲线反向减小,当E反向减至零时,P反向减至B"点的P值.当从B"点E正向增大时,P沿BCA曲线返至A点的P值,并循环一圈,构成ABCA"B"C/A闭合极化曲线.这条曲线称为铁电体的电滞回线.

铁电体和电介质

  铁电体有一独特的温度特性,每一种铁电体材料有一个特定的温度,低于此温度时材料呈铁电体性质,而高于此温度时材料的铁电性质消失而转变为一般性质的电介质.此温度称为材料的转换温度或居里温度.BaTiO?的居里温度为120℃.

  凡是铁电体都有一个重要性质——压电效应,但具有压电效应特性的材料不一定具有铁电性质,如石英具有压电性质,但不是铁电体.所谓压电效应,是指∶当材料受到压缩或拉伸的机械力作用时,材料某些相对应的表面上会出现异性极化电荷,而且极化电荷的面电荷密度与机械应力成比例,应力反向时极化面电荷变号.压电效应中出现的极化电荷当然也会产生电场,并在出现异性极化面电荷的晶体表面之间会出现电压(电势差),当压电晶体上加振动的机械作用时,就会产生同样频率的振动电场与电压.压电效应还有逆效应,即在压电晶体上加上电场时,晶体会发生伸长或压缩形变,这种逆效应称为电致伸缩效应.根据电致伸缩效应,当压电晶体上加上振动变化的电压讯号时,晶体会产生伸缩的机械振动.

  压电效应是1880年法国科学家J.居里和P.居里兄弟首先发现的,他们在对石英、电气石等晶体加压时发现了这一现象.随后又发现了酒石酸钾钠、锗酸铋(BinGeO2)等单晶体压电材料,以及钛酸钡、锆钛酸铅等陶瓷压电材料.1969年,又发现某些有机薄膜,如聚偏氟乙烯(PVF)等,具有良好的压电性.压电效应和电致伸缩效应在现代科学技术中有十分广泛的应用,这里作一点简单介绍.利用压电晶体的电致伸缩效应可以把电能转换成声能,制成各种电声换能器,如扬声器、耳机、蜂鸣器、超声波发生器等.在扫描隧道显微镜中,要求扫描的探头在样品表面上作一步一步的微小移动,每步移动间距只有100A到1000A,这种微小的步子就是靠一次次电致伸缩来完成的.利用压电效应可以制成压电晶体振荡器.将压电晶体按适当方向切成晶片,这种晶片具有由其尺寸大小决定的弹性固有振动频率,若在晶片两底面上装上可加外电压的电极,根据晶体片的固有振动频率和压电效应,可获得非常稳定的电振荡.利用石英晶体片做成的这种电振荡器,其频率的稳定度可达到10~13量级.这种频率稳定度极高的电振荡器,可以作为时间或频率的标准,广泛地使用于军事通信、精密电子设备、电子计算机、石英钟乃至原子钟内.利用压电晶体电振荡器和电感、电容元件,可以制成频段在1kHz到200MHz的压电滤波器而应用于各种无线电通讯和测量仪器中,利用压电效应的电能与机械能可以互换的原理,还可以做成压电变压器,目前做成的这种压电变压器升压比可大于300,输出功率可达50W以上,而输出电压可达几千伏.这种压电变压器由于体积小、升压比高,也广泛应用于电视显像管、雷达显示装置、小功率激光管等高压设备中.对压电晶体加一压力或一次撞击而引起的压电效应电压,现在能做到可以在空气中打出火花,由此可制成打火机、引爆装置及汽车里的点火装置.利用压电效应能把非电信号转换为电信号,从而可以进行放大、运算、记录和显示.可以把压电晶体做成各种压电传感器,如做成力敏传感器而应用于应变仪、血压计等.1940年以后,逐渐发现生物组织,如木材、骨骼、肌腱、血管和薄膜组织都具有压电性.实际上,生物体本身是一个复杂的压电系统,研究生物压电性对控制生物生长、弄清生物功能都具有重要的意义.

相关阅读

为什么用智能电表用电量会增加很多?

一、为什么用智能电表后感觉用电量增加了? 使用智能电表后感觉用电量增加,原因可能多方面: 1.高精度计量:智能电表采用电子芯片计量,相比传统机械电表,其计量精度显著提高。这意味...
2024-09-29
为什么用智能电表用电量会增加很多?

没有零线,怎么从三相380的电源里取220的电呢?来看领导的神指示!

没有零线,怎么从三相380的电源里取220的电呢?来看看我们领导的神指示! 事情是这样的,现场有一条打包线,由于领导节约钱就买了三芯线缆,没有地线和零线。控制回路均采用380V控制。...
2024-09-05
没有零线,怎么从三相380的电源里取220的电呢?来看领导的神指示!

变压器铁芯的结构组成

本文介绍了变压器的铁芯结构,变压器的铁芯是什么结构组成的,变压器的铁心由几部分组成,以及变压器铁芯结构与电容种类,下面具体来了解下。 变压器的铁芯结构 变压器的铁芯...
2024-03-18
变压器铁芯的结构组成

三菱PLC原装机和高仿机如何区分

三菱plc 原装机和高仿机如何区分 :目前我国市场上小型PLC产品的市场非常大,其中用得最多的应该还是三菱系列的PLC产品了。但近几年来,好多客户反映其在市场上有遇到过类似三菱的...
2023-03-21

电工入门|低压配电4大常见故障,快速判断+排查方法,新手也能上手

刚入行的电工遇到低压配电故障,总容易手忙脚乱:跳闸、没电、设备发热、异响打火……其实220V/380V低压配电系统中,90%的常见故障都有固定规律,掌握“现象&rarr...
2026-04-14

热销商品

广东珠江电线电缆阻燃国标定制BYJBV BVR YJV YJY RVV RVS RV KVV

广东珠江电线电缆,专注于阻燃国标定制,产品涵盖BYJBVBVRYJVYJYRVVRVSRVKVV等多种规格。我们采用先进生产技术,严格遵循国家标准,确保产品质量可靠、性能稳定。产品适...
¥ 1

可换头防静电塑胶镊子ESD-7A/242/249/259防划伤夹IC硅晶片陶瓷头

ESD-7A/242/249/259是一款专为半导体行业设计的防静电塑胶镊子,有效防止静电对敏感电子元件的损害。其独特之处在于可更换的镊子头,包括专为夹持IC硅晶片和陶瓷元件...
¥ 2

公牛官方旗舰店开关插座空调16A插座五孔10A面板暗装多孔G12白灰

公牛官方旗舰店提供一系列高质量的开关插座和空调配件。这款16A插座五孔面板采用暗装设计,适用于多种安装环境,如墙面、天花板等。它具有10A的电流容量,可以满足家庭...
¥ 5.55

L型套筒扳手铣口烟斗双头弯头7字穿孔机修六角汽修轮胎工具6-19mm

L型套筒扳手是一款常用于工业领域的多功能工具,具备双头设计,可高效完成铣口、烟斗等多种工件孔位加工,适用六角汽修、轮胎等场景。其套筒尺寸为6-19mm,精准适配各类...
¥ 3.5

西门子开关插座无框皓彩米绒白亚光二三插USB10A五孔一开旗舰店

西门子开关插座无框皓彩米绒白亚光二三插USB10A五孔一开旗舰店,作为西门子品牌的专卖店,提供了一系列高品质、设计新颖的家居电气产品。这里销售的开关插座采用无框...
¥ 8.77

网站栏目