Асноўны прынцып п'езаэлектрычнага керамічнага матэрыялу

Прагляды: 7 Аўтар: Рэдактар сайта Час публікацыі: 2018-09-10 Паходжанне: Сайт

Запытайцеся

1. Дамен:

Як правіла, напрамкі спантаннай палярызацыі сегнетоэлектрыкаў розныя, але ў невялікай вобласці напрамкі спантаннай палярызацыі адпаведных элементарных ячэек аднолькавыя, і гэтая невялікая вобласць называецца сегнетоэлектрычным даменам. Памежная сценка паміж двума даменамі называецца даменнай сценкай і можа быць падзелена на даменную сценку 90°, даменную сценку 180° і падобныя ў залежнасці ад напрамкаў спантаннай палярызацыі двух даменаў. Даменная сцяна звычайна размяшчаецца каля дэфект крышталя п'езаэлектрычнай керамікі , і даменная сценка не лёгка перамяшчаецца з-за ўнутранага напружання ў вобласці дэфекту. Арыентацыя сумежных даменаў, як правіла, «канец да хваста», і спецыяльная форма «галава да галавы, хвост да хваста» з'явіцца пад дзеяннем поля напружання, каб спрыяць памяншэнню энергіі. Вобласцю назірання можа быць метад хімічнага тручэння, метад палярызацыйнага мікраскопа або метад рэнтгенаўскай тапаграфіі.

2. Канцэпцыя сегнетоэлектричности:

Некаторыя п'езакрышталі дэманструюць спантанныя палярызацыйныя ўласцівасці. Сегнетоэлектрыкам уласцівы электрычны момант спантаннай палярызацыі; у сегнетоэлектрычных крышталях даменная структура звычайна суправаджаецца, і электрычныя моманты спантаннай палярызацыі ў адной і той жа вобласці знаходзяцца ў адным кірунку; калі крышталь ультрагукавога палярызаванага п'езапераўтваральніка досыць вялікі, розныя дамены электрычнага п'еза можа адмяніць кожны з-за рознай арыентацыі, так што макраскапічная палярызацыя не выяўляецца. Самаадвольная палярызацыя электрычнага моманту можа змяняць кірунак пад дзеяннем знешняга электрычнага поля; пад дзеяннем пераменнага знешняга электрычнага поля Е на зваротнай лініі ўзнікае залежнасць паміж інтэнсіўнасцю макраскапічнай палярызацыі р сегнетоэлектрычнага цела і Е. Гэтыя ўласцівасці сегнетоэлектриков вельмі падобныя на ферамагнетызм, таму іх называюць сегнетоэлектричностью. У сегнетоэлектрычным целе інтэнсіўнасць макраскапічнай палярызацыі p=0 звычайна абумоўлена даменнай структурай. Калі вонкавае электрычнае поле E вельмі малое, p мае лінейную залежнасць ад E. Калі E дастаткова вялікае, крывая, у якой p адстае ад E, называецца пятлёй гістарэзісу. Пасля шматразовай пераменнай палярызацыі моцнага пераменнага электрычнага поля фіксаванай амплітуды пятля гістэрэзісу мае ў асноўным стабільную форму.

2A776AEC688DF052E10FA1C6D7EA551C

Ps - спантанная палярызацыя аднаго дамена без электрычнага поля; Pr - рэшткавая палярызацыя; Ec — прымусовае электрычнае поле. Калі вонкавае электрычнае поле пачынае дзейнічаць на непалярызаваны ўзор, на ўзоры генеруецца рэшткавая палярызацыя Pr. Каб звесці рэшткавую палярызацыю да нуля, неабходна прыкласці каэрцытыўнае электрычнае поле Ec у процілеглым кірунку. Электрычнае поле ў процілеглым кірунку павялічвае палярызацыю ў процілеглым кірунку, утвараючы такім чынам усю пятлю гістарэзісу. Ён змяняецца ўздоўж гэтай крывой кожны раз, калі палярызуецца. Розныя п'езаэлектрычны пераўтваральнік П'езаэлектрычная кераміка мае розныя завесы гістарэзісу. Працэс палярызацыі - вельмі складаны працэс. Пры палярызацыі патрабуецца не толькі больш высокае электрычнае поле, але і розная таўшчыня патрабуе рознага часу, а аптымальны эфект палярызацыі можа быць дасягнуты пры больш высокай тэмпературы. Палярызаваны п'езаэлектрычны керамічны матэрыял губляе эфект палярызацыі пры пэўнай высокай тэмпературы, і розныя п'езаэлектрычныя матэрыялы маюць розныя тэмпературы разбурэння. Гэта трэба ўлічваць пры выбары п'езаэлектрычных керамічных матэрыялаў. Палярызацыйныя ўласцівасці п'езаэлектрычнай керамікі - гэта веды, якімі павінны авалодаць распрацоўшчыкі п'езаэлектрычных геофонов. Розніца ў прадукцыйнасці п'езаэлектрычнай папярэдняй і постпалярызацыі п'езаэлектрычных керамічных матэрыялаў вялікая.

3. П'езаэлектрычны эфект:

П'езаэлектрычны эфект можна падзяліць на станоўчы п'езаэлектрычны эфект і адваротны п'езаэлектрычны эфект. Звязаны зарад узнікае на абодвух канцах палярызаванага п'езаэлектрычнага керамічнага ліста, таму пласт вольнага зарада з вонкавага боку адсарбуецца на паверхні электрода. Калі знешні ціск F прыкладваецца да керамічнага ліста, PZT матэрыялы п'езакераміка дэфармуецца пад дзеяннем знешняй сілы, і ўнутры адбываецца з'ява палярызацыі п'езаэлектрычны керамічны элемент , а станоўчыя і адмоўныя супрацьлеглыя зарады з'яўляюцца на процілеглых паверхнях керамічнага ліста. Адбудзецца разрад. Наадварот, пацягванне выкліча зарадку. Пры зняцці знешняй сілы ён вернецца ў незараджаны стан. З'ява, калі гэты механічны эфект ператвараецца ў электрычны, адносіцца да станоўчага п'езаэлектрычнага эфекту. Акрамя таго, п'езаэлектрычная кераміка валодае ўласцівасцю спантаннай палярызацыі, а спантанная палярызацыя можа трансфармавацца пад дзеяннем вонкавага электрычнага поля. Такім чынам, калі знешняе электрычнае поле прыкладваецца да п'езаэлектрычнага дыэлектрыка, адбываецца змяненне, як паказана на малюнку, і п'езаэлектрычная кераміка дэфармуецца. Аднак п'езаэлектрычная кераміка дэфармуецца, таму што пры даданні таго ж знешняга электрычнага поля, што і спантанная палярызацыя, палярызацыя ўзмацняецца. Павелічэнне інтэнсіўнасці палярызацыі прымушае п'езаэлектрычны керамічны ліст падаўжацца ў напрамку палярызацыі. Наадварот, калі ўжываецца зваротнае электрычнае поле, п'езакераміка скарачаецца ў кірунку палярызацыі. Гэта з'ява пераходу ў механічны эфект з-за электрычнага эфекту з'яўляецца зваротным п'езаэлектрычным эфектам.