Studije karakterističnih svojstava polarizacije piezoelektrične keramike

Polarizacija pomaka elektrona
Pod djelovanjem vanjskog električnog polja, elektronski oblak u atomima i ionima koji čine dielektrik će se iskriviti, uzrokujući pomicanje elektronskog oblaka u odnosu na jezgru, te se tako izračunava model i model kružne orbite.

Orijentacijska polarizacija intrinzičnog električnog dipolnog momenta
Ako je molekula koja čini dielektrik polarna molekula čije se središte pozitivnog naboja ne poklapa sa središtem negativnog naboja, ona ima inherentni električni dipolni moment. U odsutnosti vanjskog električnog polja, budući da je električni dipolni moment dielektričnih molekula toplinskog gibanja prostorno neuređen, vjerojatnost usmjeravanja u svim smjerovima je ista, a molekularni električni dipolni momenti međusobno. Dakle, dielektrik kao cjelina nema električni dipolni moment. Kada se primjenjuje vanjsko električno polje, pozitivni i negativni naboji molekularnog električnog dipola su pod utjecajem sile električnog polja, te postoji tendencija usmjeravanja prema smjeru vanjskog električnog polja, ili se moraju održavati u stabilnom stanju, tako da je energija sustava minimizirana, a potrebno je usmjeriti smjer vanjskog električnog polja. Ili preces oko vanjskog električnog polja. Prema statističkoj teoriji, broj čestica u energiji . Prema tome, polarizabilnost a orijentacije kupiti piezoelektrični kristal može se izračunati (molekularni intrinzični električni dipolni moment, k je Boltzmannova konstanta, Ukupna polarizabilnost molekule može se smatrati polarizacijom različitih mehanizama. Ako je broj molekula po jedinici volumena N, makroskopski polarizacijski vektor P može se povezati s mikroskopskom molekularnom polarizabilnosti a. P = NaEP = eo (e - 1) E = Prema tome, relativna dielektrična konstanta E koju opaža svaka molekularna polarizacija razlikuje se od makroskopskog prosječnog električnog polja E. Na nju utječe i električno polje koje stvaraju druge polarizacije. Fizičko značenje je prikazano Nakon što se stabilizacija stabilizira, električno polje se ukloni nakon vremena r, polarizacija P (zbroj vektora električnog dipolnog momenta po jedinici volumena) smanjuje se na 1/e od izvornog P, to jest, budući da postoji fenomen relaksacije tijekom polarizacije, D (vektor pomaka), promjene u P i E neće zaostajati faza E. Sinusoidno izmjenično električno polje predstavljeno je kompleksnim brojem. Zujalica izrađena od piezoelektrične keramike postavljena je između dva kružna elektrodna sloja, a sinusni napon kutne frekvencije primjenjuje se na elektrodni list, a kapacitet C i admitansa y elektrode su Za C. stvarni dio admitancije izražen je recipročnim ekvivalentom Skala otpora, ali vodljivost izmjenične struje povezana s polarizacijom. Izraz y pokazuje da je kondenzator koji ispunjava uzorak ekvivalentan paralelnoj vezi kapacitivnosti rCo i otpora R. Neka je amplituda sinusoidnog napona iz izvora signala reverberirajuća struja kroz kondenzator. U kompleksnom amplitudnom naponu =, u trenutku =0, struja je stvarni dio rada u polarizacijski proces, a imaginarni dio relativne permitivnosti odražava gubitak energije tijekom procesa polarizacije, dielektrični parametri e, e i tan povezani su s frekvencijom i temperaturom polja. Odnos između njih se naziva dielektrični frekvencijski spektar.

2 Analiza dielektričnog frekvencijskog spektra piezoelektrične keramike
Tri polarizacijska moda mogu imati različite uloge u različitim dielektricima, od kojih su neki uglavnom jedne vrste, a drugi su sekundarni. Na temelju ove teorije može se pretpostaviti: isti dielektrik, kada je vanjsko električno polje izmjenično električno polje, proizvodi električni dipolni moment. Ova polarizacija se naziva polarizacija pomaka elektrona. Polarizacija pomakom elektrona je oblik polarizacije koji imaju svi dielektrici. Polarizacija pomaka elektrona pokazuje da će zbog utjecaja vanjskog električnog polja elektron imati određenu vjerojatnost apsorbiranja energije i prijelaza između odgovarajućih energetskih razina. Budući da su vanjski elektroni slabo vezani za atome, pomak elektrona atoma uglavnom se izvodi iz valentnih elektrona. Polarizacija pomaka piezoelektrična cijev piezoelektrični pretvornik izražava se definicijom koju daje model prema tri polarizacijska načina pomoću točkasto nabijene sferne negativne ljuske. Budući da će se mijenjati s promjenom vanjskog polja, te postupno padati kako se povećava frekvencija primijenjenog električnog polja. poznato je da je e proporcionalno a, pa će se i e smanjivati ​​kako frekvencija vanjskog polja postaje veća. Kako bi se potvrdila teorijska pretpostavka, dielektrični spektar piezoelektrične keramičke zujalice mjeri se dielektričnim spektrometrom. Može se vidjeti da kada se primijeni sinusoidalno izmjenično električno polje, vrijednost e doista se zanemaruje. Zakon pogađanja opada kako se frekvencija povećava. U sredini krivulje nalazi se približno ravan dio, što se čini suprotno pretpostavci. Međutim, ako se uzme u obzir da s povećanjem frekvencije vanjskog električnog polja, orijentacija intrinzičnog električnog dipolnog momenta je spora i ne može pratiti promjenu električnog polja, što se odražava na kontinuirano smanjenje vrijednosti oglasa. Ako je vrijednost oglasa mala ili zanemariva, tada je a samo C . Zbog same piezoelektrične keramičke strukture, područje infracrvene frekvencije daleko je veće od relativno niske frekvencije, tako da na njega ne utječe veliki učinak. U to vrijeme e prirodno predstavlja stabilan segment, a krivulja pokazuje da je padajući nagib približno nula. Kako frekvencija nastavlja rasti, crn se počinje značajno smanjivati, a na krivulji je nagib pada velik. Kako bismo potvrdili našu analizu karte, možemo se pozvati na druge uzorke kako bismo potvrdili teoretske pretpostavke. Dielektrični frekvencijski spektar polivinilkloridnog filma pokazuje da su eksperimentalni rezultati u skladu s teorijskim pretpostavkama iz izmjerene krivulje dielektričnog frekvencijskog spektra.

3 Daljnje poboljšanje eksperimenta
Iako ovaj eksperiment pokazuje neke karakteristike piezoelektrične keramičke polarizacije na krivulji, zbog ograničenja eksperimentalne glavne opreme dielektričnog spektrometra tipa DP-5, može mjeriti samo promjenu vrijednosti s0 od l0 do 10 HZ, što je samo mjerenje. Od dugog vala do kratkog dijela radio vala, promjena usta i većina promjena keramičkih oglasa uglavnom se događa u mikrovalnom i infracrvenom području, a vrhunac faktora gubitka tan0 također se pojavljuje u visokofrekventnom dijelu. Odnos između vremena opuštanja r i primijenjene frekvencije polja 09 je poznat, što ukazuje da se unutarnja struktura piezoelektrične keramike i njene piezoelektrične karakteristike ne mogu dalje razumjeti korištenjem Dielektrični spektrometar tipa DP-5. Iz tog razloga treba koristiti dielektrični spektrometar sa širim frekvencijskim rasponom za mjerenje piezoelektrične keramike u ultra-niskoj frekvenciji, visokoj frekvenciji kako bi se dobila vrijednost e, čime se karakteristike piezoelektrične keramike povećavaju i produbljuju. analiza.

Kao novi fizikalni i kemijski materijal, piezoelektrična keramika ima važno primjensko značenje u području elektroničkog inženjerstva, inženjerstva materijala te zvuka i svjetla. Proučavanje piezoelektričnog keramičkog dielektričnog spektra može imati dublje razumijevanje njegove piezoelektričnosti, unutarnje strukture i polarizacije, posebno njegovog polarizacijskog načina. Istraživački model za polarizacijske karakteristike materije korišten u ovom eksperimentu i predviđanje slika vrijedni su daljnje promocije i primjene u budućim eksperimentalnim istraživanjima.