Сегнетодиэлектриком называют диэлектрик, обладающий спонтанной поляризацией, направление которой может быть изменено внешними воздействиями, например, электрическим полем.
Особенности сегнетодиэлектриков:
Обладают доменной структурой. Домен - это макроскопическая область, имеющая пространственно - однородное упорядочение дипольных моментов элементарных кристаллических ячеек. В отсутствие внешнего электрического поля дипольные моменты в доменах ориентированы равновероятно по всем направлениям, что вызывает их взаимную компенсацию.
При воздействии электрического поля дипольные моменты доменов ориентируются преимущественно в направлении поля, что вызывает эффект очень сильной поляризации, а следовательно, высокое и сверхвысокое значение диэлектрической проницаемости.
Сильная зависимость Е от температуры (с максимумом при Т°, называемой сегнетоэлектрической точкой Кюри) и сверхвысокое значение диэлектрической проницаемости.
Поляризация связана с достаточно большими затратами энергии. В переменном поле имеет место гистерезис.
Сильная зависимость Е и диэлектрических потерь от частоты, особенно на СВЧ.
Спонтанная (самопроизвольная) поляризация возникает под влиянием внутренних процессов, без внешних воздействий. Зависимость поляризованности от Е нелинейная и при циклическом изменении Е вид кривой является петля гистерезиса. По значению коэрцитивной силы подразделяются на сегнетомягкие и сегнетотвердые.
Важный параметр - сегнетоэлектрическая точка Кюри - температура, при которой возникает (при охлаждении) или возникает (при нагреве) спонтанная поляризация. При достижении точки Кюри происходит фазовый переход из сегнетоэлектрического состояния в параэлектрическое, когда Рs = 0. При этом изменяется симметрия кристалла, параметры элементарной ячейки, а диэлектрические, упругие, пьезоэлектрические, электрооптические характеристики имеют резкие максимумы.
В сегнетодиэлектриках с фазовым переходом первого рода спонтанная поляризация в точке Кюри изменяется скачком, что характеризуется наличием температурного гистерезиса и выделение скрытой теплоты. В сегнетоэлектриках с размытым переходом, в которых нет определенной точки перехода, наблюдается широкая область температур, где Рs постоянно уменьшается. В этой области существуют обе фазы - сегнето- и параэлектрическая.
По виду поляризации подразделяются на ионные и дипольные. Ионные - представляют собой кристаллы со значительной степенью ионной связи. Наблюдается спонтанная поляризация.
Дипольные - в них существуют постоянные электрические диполи или дипольные группы.
Параметры сегнетодиэлектриков меняются в широких пределах от -273°С до +1200°С, а Е изменяется от единиц до десятков тысяч.
Применение:
- Конденсаторная сегнетокерамика - для изготовления конденсаторов (низкочастотных) большой емкости (титанат бария ВаТiО3).
- Нелинейная сегнетокерамика - специальный конденсатор - вариконд, емкость которого зависит от напряжения. Используются: в вычислительной технике (запоминающее устройство), бесконтактных переключателях, преобразователях частоты, усилителях, стабилизаторах.
- Терморезистивная - (относится к полупроводникам) отличается позисторным эффектом, в резком возрастании проводимости при повышении температуры. Этот эффект наблюдается в определенном интервале температур. Изготовляют терморезисторы позисторы (стабилизаторах тока, термостатах, регулировки температур и измерения и т.д.).
Исследование аналого-цифрового и цифрового преобразователей
Аналого-цифровые преобразователи
предназначены для преобразования непрерывных (аналоговых) сигналов в дискретные
(цифровые), которые могут использоваться в ...
Исследование и расчет цепей синусоидального тока
Синусоидальный ток представляет собой ток, изменяющийся во
времени по синусоидальному закону:
,
где - максимальное значение или амплитуда
...
Расчет параметров четырехполюсника
Системы
автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте представляют
собой технические средства управления перевозочным процессом, способству ...