Ferroelektrik hablur seramik piezoelektrik

Polarisasi beberapa dielektrik adalah sangat istimewa. Dalam julat suhu tertentu, pemalar dielektrik mereka tidak tetap, tetapi berbeza dengan kekuatan medan, dan selepas mengeluarkan medan elektrik luaran, dielektrik ini tidak neutral. Terdapat polarisasi sisa. Untuk menjadi analog kepada fakta bahawa bahan feromagnetik boleh kekal bermagnet, sifat ini transduser seramik piezo sering dirujuk sebagai ferroelektrik. Dielektrik ferroelektrik dipanggil ferroelektrik. Antaranya, seramik barium titanate (BaTiO3), kristal tunggal natrium kalium tartrat (NaKC4H4O6⋅H2O) dan seumpamanya adalah yang paling menonjol. Ferroelektrik akan mempamerkan histerisis semasa proses elektrodeposisi. Gelung histerisis menunjukkan bahawa polarisasi antara badan ferroelektrik dan medan elektrik yang digunakan adalah tak linear, dan polarisasi diterbalikkan apabila medan elektrik luaran diterbalikkan. Penyongsangan polarisasi adalah hasil penyongsangan domain, jadi gelung histerisis menunjukkan kehadiran domain dalam ferroelektrik. Domain yang dipanggil adalah kawasan kecil di mana arah polarisasi spontan dalam feroelektrik adalah seragam, dan domain. Sempadan di antara mereka dipanggil dinding domain. Hablur feroelektrik daripada Produk seramik piezoelektrik biasanya berbilang domain, polarisasi spontan dalam setiap domain mempunyai arah yang sama, dan polarisasi spontan dalam domain yang berbeza adalah kuat.

Untuk ferroelektrik polikristalin, tidak ada keteraturan antara orientasi relatif polarisasi spontan dalam domain yang berbeza untuk keseluruhan polihablur disebabkan oleh kesewenang-wenangan lengkap orientasi paksi kristal antara butiran.
Ferroelektrik umumnya tidak membentuk domain tunggal secara spontan, tetapi kristal multidomain boleh dimonodomain di bawah medan elektrik luaran yang kuat. Di bawah tindakan medan elektrik luaran yang kuat, volum domain polarisasi spontan dalam kristal berbilang domain selari atau dekat dengan arah medan luaran akan berkembang pesat disebabkan oleh pembentukan nukleus domain baru dan pergerakan dinding domain, dan volum domain ke arah lain akan berkurangan dengan cepat. Kecil hilang, yang menjadikan seluruh kristal menjadi satu domain. Di bawah tindakan medan elektrik luaran, proses dinamik nukleus domain baru dan gerakan dinding domain dipanggil proses pembalikan domain. Pembalikan ini mempunyai beberapa ciri histerisis, jadi ferroelektrik mempamerkan gelung histeresis yang disebutkan di atas.

Memandangkan kristal piezo tunggal mengandaikan bahawa orientasi polarisasi spontan hanya mempunyai dua kemungkinan. ia adalah positif dan negatif di sepanjang paksi kristal tertentu; arah medan elektrik luaran adalah selari dengan paksi polarisasi. Apabila medan elektrik luaran adalah sifar, polarisasi domain bersebelahan dalam kristal adalah bertentangan, dan jumlah momen elektrik kristal adalah sifar. Apabila medan elektrik luaran ditingkatkan secara beransur-ansur, isipadu domain arah polarisasi spontan yang bertentangan dengan arah medan elektrik akan beransur-ansur berkurangan disebabkan penyongsangan domain, dan domain tersebut mempunyai arah yang sama dengan medan elektrik akan berkembang secara beransur-ansur, supaya kristal berada dalam arah medan luaran. Keamatan meningkat dengan peningkatan medan elektrik. Apabila medan elektrik daripada elemen cakera piezoelektrik meningkat cukup untuk membalikkan semua domain terbalik dalam kristal ke medan luaran, kristal menjadi domain tunggal, polarisasi kristal mencapai tepu, dan kemudian medan elektrik meningkat. Polarisasi akan meningkat secara linear dengan medan elektrik (sama seperti polarisasi dielektrik biasa) dan mencapai nilai maksimum Pmax, yang merupakan fungsi medan elektrik polarisasi tertinggi. 

Apabila bahagian linear diekstrapolasi kepada medan elektrik sifar, Ps pintasan yang terhasil pada paksi menegak dipanggil polarisasi tepu, yang sebenarnya merupakan polarisasi spontan setiap domain. Apabila medan elektrik mula berkurangan dari C, polarisasi akan beransur-ansur berkurangan sepanjang lengkung CB. Apabila medan elektrik daripada komponen seramik piezoelektrik dikurangkan kepada sifar, polarisasi berkurangan kepada nilai Pr tertentu, yang dipanggil polarisasi sisa feroelektrik. Apabila medan elektrik berubah arah dan meningkat kepada Ec dalam arah negatif, polarisasi berkurangan kepada sifar, medan elektrik songsang terus meningkat, dan polarisasi diterbalikkan. Ec dipanggil kekuatan medan paksaan ferroelektrik. Apabila medan elektrik terbalik terus meningkat, polarisasi terus meningkat dalam arah kecerunan negatif dan mencapai nilai tepu (-Pr) dalam arah negatif, dan transduser piezoelektrik ultrasonik menjadi kristal domain tunggal yang mempunyai polarisasi negatif. Jika medan elektrik berubah secara berterusan daripada nilai negatif yang tinggi kepada nilai positif yang tinggi, domain positif mula terbentuk dan berkembang semula sehingga keseluruhan kristal menjadi kristal domain tunggal dengan polarisasi hadapan semula. Semasa proses ini, polarisasi dikembalikan ke titik C di sepanjang bahagian FGH garis balik. Oleh itu, di bawah tindakan medan elektrik berselang-seli yang besar, medan elektrik berubah selama satu minggu, dan proses di atas diulang sekali, menunjukkan gelung histerisis yang ditunjukkan. Kawasan yang dikelilingi oleh garis balik adalah tenaga yang diperlukan untuk