المبدأ الأساسي لمواد السيراميك الكهرضغطية

1.المجال:

بشكل عام، تختلف اتجاهات الاستقطاب التلقائي للخلايا الكهروضوئية، ولكن في منطقة صغيرة، تكون اتجاهات الاستقطاب التلقائي لخلايا الوحدة المعنية هي نفسها، وتسمى هذه المنطقة الصغيرة بالمجال الكهروضوئي. يُسمى الجدار الحدودي بين المجالين بجدار المجال، ويمكن تقسيمه إلى جدار مجال بزاوية 90 درجة، وجدار مجال بزاوية 180 درجة، وما شابه ذلك وفقًا لاتجاهات الاستقطاب التلقائي للمجالين. يقع جدار المجال عادةً بالقرب من عيب بلوري للسيراميك الكهرضغطي ، ولا يتم تحريك جدار المجال بسهولة بسبب الضغط الداخلي في منطقة الخلل. يكون اتجاه المجالات المجاورة عمومًا 'من الطرف إلى الذيل'، وسيظهر شكل خاص من 'الرأس إلى الرأس، ومن الذيل إلى الذيل' تحت تأثير مجال الإجهاد لتسهيل تقليل الطاقة. يمكن أن يكون مجال المراقبة طريقة النقش الكيميائي، أو طريقة المجهر الاستقطابي، أو طريقة طبوغرافيا الأشعة السينية.

2. مفهوم الكهرباء الحديدية:

تظهر بعض البلورات الانضغاطية خصائص الاستقطاب التلقائي. هناك لحظة كهربائية استقطابية عفوية متأصلة في مجال الكهرباء الحديدية؛ عندما تكون بلورة محول الطاقة الكهروإجهادية المستقطبة بالموجات فوق الصوتية كبيرة بدرجة كافية، يمكن أن تلغي مجالات مختلفة من الكهروضغطي الكهربائي كل منها. بسبب اتجاهات مختلفة، بحيث لا يتم الكشف عن الاستقطاب العياني. يمكن للاستقطاب التلقائي للحظة الكهربائية أن يغير اتجاهه تحت تأثير المجال الكهربائي الخارجي؛ تحت تأثير المجال الكهربائي الخارجي المتناوب E، تظهر العلاقة بين شدة الاستقطاب العياني p للجسم الكهروضوئي وE على خط العودة. هذه الخصائص للكهرباء الحديدية تشبه إلى حد كبير المغناطيسية الحديدية، لذلك تسمى بالكهرباء الحديدية. في الجسم الكهروضوئي ، تكون شدة الاستقطاب العيانية p = 0 عمومًا بسبب بنية المجال. عندما يكون المجال الكهربائي الخارجي E صغيرًا جدًا، يكون لـ p علاقة خطية مع E. وعندما يكون E كبيرًا بدرجة كافية، يُسمى المنحنى الذي يتأخر فيه p خلف E بحلقة التباطؤ. بعد الاستقطاب المتناوب المتكرر لمجال كهربائي متناوب قوي ذو سعة ثابتة، يكون لحلقة التباطؤ شكل مستقر إلى حد كبير.

Ps هو الاستقطاب التلقائي لمجال واحد بدون مجال كهربائي؛ Pr هو الاستقطاب المتبقي؛ Ec هو مجال كهربائي قسري. عندما يبدأ المجال الكهربائي الخارجي في التأثير على العينة غير المستقطبة، يتم إنشاء الاستقطاب المتبقي Pr على العينة. لتقليل الاستقطاب المتبقي إلى الصفر، يجب تطبيق المجال الكهربائي القسري Ec في الاتجاه المعاكس. يؤدي المجال الكهربائي في الاتجاه المعاكس إلى زيادة الاستقطاب في الاتجاه المعاكس، وبالتالي تشكيل حلقة التباطؤ بأكملها. ويتغير على طول هذا المنحنى في كل مرة يتم فيها استقطابه. مختلف يحتوي السيراميك الكهرضغطي لمحول الطاقة الانضغاطي على حلقات تباطؤ مختلفة. عملية الاستقطاب هي عملية معقدة للغاية. عند الاستقطاب، لا يتطلب الأمر مجالًا كهربائيًا أعلى فحسب، بل تتطلب السماكات المختلفة أوقاتًا مختلفة، ويمكن تحقيق تأثير الاستقطاب الأمثل عند درجة حرارة أعلى. تفقد مادة السيراميك الكهرضغطية المستقطبة تأثير الاستقطاب عند درجة حرارة عالية معينة، والمواد الكهرضغطية المختلفة لها درجات حرارة فشل مختلفة. تجدر الإشارة إلى ذلك عند اختيار المواد الخزفية الكهرضغطية. إن خصائص الاستقطاب للسيراميك الكهرضغطي هي المعرفة التي يجب على مصممي الجيوفونات الكهرضغطية إتقانها. الفرق في الأداء بين الاستقطاب الكهرضغطي المسبق والاستقطاب اللاحق للمواد الخزفية الكهرضغطية كبير.

3. التأثير الكهرضغطي: