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一部の誘電体の分極は非常に特殊です。特定の温度範囲では、誘電率は一定ではなく、電界の強さに応じて変化し、外部電界を除去した後は、これらの誘電体は中性ではなくなります。残留分極があります。強磁性材料が磁化されたままであるという事実と同様に、この特性は 圧電セラミックトランスデューサ は、しばしば強誘電性と呼ばれます。強誘電体を誘電体といいます。中でもチタン酸バリウムセラミックス（BaTiO3）や酒石酸ナトリウムカリウム単結晶（NaKC4H4O6・H2O）などが代表的です。強誘電体は電着工程中にヒステリシスを示します。ヒステリシス ループは、強誘電体と印加電界の間の分極が非線形であり、外部電界が反転すると分極が反転することを示しています。分極反転はドメイン反転の結果であるため、ヒステリシス ループは強誘電体にドメインが存在することを示します。いわゆるドメインとは、強誘電体の自発分極の方向が揃っている小さな領域であり、ドメインである。それらの間の境界はドメインウォールと呼ばれます。強誘電体結晶 圧電セラミック製品は 通常マルチドメインであり、各ドメインの自発分極は同じ方向を持ち、異なるドメインの自発分極は強いです。
多結晶強誘電体の場合、粒子間の結晶軸の向きが完全に任意であるため、多結晶全体の異なるドメインの自発分極の相対的な向きの間に規則性はありません。
強誘電体は一般に自発的にシングルドメインを形成しませんが、マルチドメイン結晶は強い外部電場の下でモノドメイン化する可能性があります。強い外部電界の作用下では、外部電界方向と平行またはそれに近いマルチドメイン結晶内の自発分極のドメイン体積は、新しいドメイン核の形成とドメイン壁の移動により急速に拡大し、他の方向のドメイン体積は急速に減少します。スモールが消滅し、結晶全体が単一ドメインになります。外部電場の作用下で、新しいドメイン核とドメイン壁の運動が起こる動的プロセスはドメイン反転プロセスと呼ばれます。この反転にはヒステリシス特性があるため、強誘電体は前述のヒステリシス ループを示します。
単一のピエゾ結晶を考えることは、自発分極の方向には 2 つの可能性しかないと仮定することです。それは、特定の結晶軸に沿って正と負です。外部電場の方向は分極軸と平行です。外部電場がゼロの場合、結晶内の隣接するドメインの分極は逆になり、結晶の総電気モーメントはゼロになります。外部電場を徐々に増加させていくと、電場の方向と逆の自発分極方向のドメイン体積が分極反転により徐々に減少し、それらのドメインは電場と同じ方向を持ち徐々に拡大していき、結晶は外部電場の方向に向きます。強度は電界の増加とともに増加します。の電界が発生すると、 圧電ディスク素子が 十分に増加すると、結晶内のすべての逆磁区が外部磁場に対して反転し、結晶は単一磁区になり、結晶の分極は飽和に達し、その後電場が増加します。分極は電場に応じて直線的に増加し (一般的な誘電体の分極と同じ)、最大値 Pmax に達します。これは、最も高い分極電場の関数です。
直線部分を電場ゼロに外挿したとき、得られる縦軸の切片 Ps は飽和分極と呼ばれ、実際には各ドメインの自発分極です。電場が C から減少し始めると、分極は CB 曲線に沿って徐々に減少します。の電界が発生すると、 圧電セラミックコンポーネントが ゼロに減少すると、分極は特定の値 Pr まで減少します。これは、強誘電体の残留分極と呼ばれます。電界の方向が変化して負の方向の Ec まで増加すると、分極はゼロに減少し、逆電界は増加し続け、分極が反転します。 Ec は強誘電体の抗電界強度と呼ばれます。逆電界が増加し続けると、分極は負の勾配方向に増加し続け、負の方向の飽和値 (-Pr) に達します。 超音波圧電トランスデューサは、 負の分極を有する単磁区結晶になります。電場が負の高い値から正の高い値に連続的に変化すると、正のドメインが形成され、結晶全体が再び順方向分極を有する単一ドメインの結晶になるまで再び成長し始めます。このプロセス中に、偏光は戻りラインの FGH 部分に沿って点 C に戻ります。したがって、大きな交流電場の作用下では、電場は 1 週間変化し、上記のプロセスが 1 回繰り返され、ヒステリシス ループが示されます。戻り線で囲まれた面積が必要なエネルギーです。
