Сегнетоэлектрычнасць п'езаэлектрычных керамічных крышталяў

Палярызацыя некаторых дыэлектрыкаў вельмі асаблівая. У пэўным дыяпазоне тэмператур іх дыэлектрычная пранікальнасць не з'яўляецца пастаяннай, а змяняецца ў залежнасці ад напружанасці поля, і пасля зняцця вонкавага электрычнага поля гэтыя дыэлектрыкі не нейтральныя. Ёсць рэшткавая палярызацыя. Для таго, каб быць аналагічным таму, што ферамагнітныя матэрыялы могуць заставацца намагнічанымі, гэта ўласцівасць п'езакерамічны пераўтваральнік часта называюць сегнетоэлектричностью. Сегнетоэлектрычны дыэлектрык называецца сегнетоэлектрыкам. Сярод іх найбольш прыкметнымі з'яўляюцца кераміка тытаната барыю (BaTiO3), монакрышталі тартрату натрыю калію (NaKC4H4O6⋅H2O) і да т.п. Сегнетоэлектрики будуць дэманстраваць гістарэзіс падчас працэсу электраасаджэння. Пятля гістэрэзісу паказвае, што палярызацыя паміж сегнетоэлектрычным целам і прыкладзеным электрычным полем з'яўляецца нелінейнай, і палярызацыя змяняецца на адваротнае, калі з'яўляецца зваротным знешняе электрычнае поле. Інверсія палярызацыі з'яўляецца вынікам інверсіі дамена, таму пятля гістэрэзісу паказвае на наяўнасць даменаў у сегнетоэлектрике. Так званыя дамены - гэта невялікія вобласці, у якіх напрамкі спантаннай палярызацыі ў сегнетоэлектрыках аднастайныя, і дамены. Мяжа паміж імі называецца даменнай сценкай. Сегнетоэлектрычныя крышталі п'езаэлектрычныя керамічныя вырабы звычайна складаюцца з некалькіх даменаў, спантанная палярызацыя ў кожным дамене мае аднолькавы кірунак, а спантанная палярызацыя ў розных даменах моцная.

Для полікрышталічных сегнетоэлектрыкаў няма заканамернасці паміж узаемнымі арыентацыямі спантаннай палярызацыі ў розных даменах для ўсяго полікрышталя з-за поўнай адвольнасці арыентацыі крышталічных восяў паміж зернямі.
Сегнетоэлектрыкі звычайна не ўтвараюць адзінкавыя дамены спантанна, але шматдаменныя крышталі могуць быць монадаменнымі пад моцным знешнім электрычным полем. Пад дзеяннем моцнага знешняга электрычнага поля аб'ём дамена спантаннай палярызацыі ў шматдаменным крышталі, паралельным або блізкім да кірунку знешняга поля, будзе хутка пашырацца за кошт адукацыі новых ядраў дамена і руху сценак дамена, а аб'ём дамена ў іншых напрамках будзе хутка памяншацца. Малы знікае, што ператварае ўвесь крышталь у адзіную вобласць. Пад дзеяннем знешняга электрычнага поля дынамічны працэс руху ядра новага дамена і даменнай сценкі называецца працэсам развароту дамена. Гэты зварот мае некаторыя характарыстыкі гістарэзісу, таму сегнетоэлектрык дэманструе вышэйзгаданую пятлю гістарэзісу.

Разгляд асобнага п'езакрышталя прадугледжвае, што арыентацыя спантаннай палярызацыі мае толькі дзве магчымасці: яна дадатная і адмоўная ўздоўж пэўнай восі крышталя; кірунак знешняга электрычнага поля паралельны восі палярызацыі. Калі вонкавае электрычнае поле роўна нулю, палярызацыя суседніх даменаў у крышталі процілеглая, і поўны электрычны момант крышталя роўны нулю. Калі знешняе электрычнае поле паступова павялічваецца, аб'ём дамена спантаннай палярызацыі, процілеглага напрамку электрычнага поля, будзе паступова памяншацца з-за інверсіі дамена, і гэтыя дамены маюць той жа кірунак, што і электрычнае поле, будуць паступова пашырацца, так што крышталь знаходзіцца ў напрамку вонкавага поля. Інтэнсіўнасць расце з павелічэннем электрычнага поля. Калі электрычнае поле а п'езаэлектрычны дыскавы элемент павялічваецца настолькі, каб перавярнуць усе зваротныя дамены ў крышталі на знешняе поле, крышталь становіцца адзіным даменам, палярызацыя крышталя дасягае насычэння, а затым электрычнае поле павялічваецца. Палярызацыя будзе ўзрастаць лінейна з электрычным полем (гэтак жа, як палярызацыя тыповага дыэлектрыка) і дасягае максімальнага значэння Pmax, якое з'яўляецца функцыяй электрычнага поля самай высокай палярызацыі. 

Калі лінейная частка экстрапалюецца да нулявога электрычнага поля, выніковы адрэзак Ps на вертыкальнай восі называецца насычанай палярызацыяй, якая насамрэч з'яўляецца спантаннай палярызацыяй кожнага дамена. Калі электрычнае поле пачынае змяншацца ад C, палярызацыя будзе паступова змяншацца ўздоўж крывой CB. Калі электрычнае поле а п'езаэлектрычны керамічны кампанент зводзіцца да нуля, палярызацыя памяншаецца да пэўнага значэння Pr, якое называецца рэшткавым палярызацыяй сегнетоэлектрика. Калі электрычнае поле змяняе кірунак і павялічваецца да Ec у адмоўным кірунку, палярызацыя памяншаецца да нуля, зваротнае электрычнае поле працягвае павялічвацца, а палярызацыя змяняецца. Ec называецца напружанасцю каэрцытыўнага поля сегнетоэлектрыка. Калі зваротнае электрычнае поле працягвае павялічвацца, палярызацыя працягвае павялічвацца ў адмоўным кірунку градыенту і дасягае значэння насычэння (-Pr) у адмоўным кірунку, і ультрагукавой п'езаэлектрычны пераўтваральнік становіцца аднадаменным крышталем, які мае адмоўную палярызацыю. Калі электрычнае поле бесперапынна змяняецца ад высокага адмоўнага значэння да высокага дадатнага значэння, станоўчы дамен пачынае фармавацца і расці зноў, пакуль увесь крышталь зноў не стане адзінкавым крышталем з прамой палярызацыяй. Падчас гэтага працэсу палярызацыя вяртаецца ў кропку C уздоўж FGH часткі зваротнай лініі. Такім чынам, пад дзеяннем вялікага пераменнага электрычнага поля, электрычнае поле змяняецца на адзін тыдзень, і вышэйапісаны працэс паўтараецца адзін раз, паказваючы пятлю гістарэзісу, паказаную. Плошча, акружаная зваротнай лініяй, - гэта энергія, неабходная для