Karakteristieke eigendomsstudies van piëzo-elektrische keramiekpolarisatie

Elektronenverplaatsingspolarisatie
Onder invloed van een extern elektrisch veld zal de elektronenwolk in de atomen en ionen waaruit het diëlektricum bestaat, worden vervormd, waardoor de elektronenwolk ten opzichte van de kern gaat bewegen, en zo worden het model en het cirkelvormige baanmodel berekend.

Oriëntatiepolarisatie van intrinsiek elektrisch dipoolmoment
Als het molecuul dat het diëlektricum vormt een polair molecuul is waarvan het positieve ladingscentrum niet samenvalt met het centrum van de negatieve lading, heeft het een inherent elektrisch dipoolmoment. Bij afwezigheid van een extern elektrisch veld is, aangezien het elektrische dipoolmoment van de diëlektrische moleculen met thermische beweging ruimtelijk verstoord is, de kans om in alle richtingen te wijzen hetzelfde, en vormen de moleculaire elektrische dipoolmomenten elkaar. Daarom heeft het diëlektricum als geheel geen elektrisch dipoolmoment. Wanneer een extern elektrisch veld wordt aangelegd, worden de positieve en negatieve ladingen van de moleculaire elektrische dipool beïnvloed door de elektrische veldkracht, en is er een neiging om in de richting van het externe elektrische veld te wijzen, of ze moeten in een stabiele toestand worden gehouden, zodat de energie van het systeem wordt geminimaliseerd, en het is noodzakelijk om naar de richting van het externe elektrische veld te wijzen. Of preceseer rond een extern elektrisch veld. Volgens de statistische theorie is het aantal deeltjes in energie. Volgens deze theorie is de polariseerbaarheid van de oriëntatie van de koop piëzo-elektrisch kristal kan worden berekend (het moleculaire intrinsieke elektrische dipoolmoment, k is de constante van Boltzmann. De totale polariseerbaarheid van het molecuul kan worden beschouwd als polarisatiemechanismen met verschillende mechanismen. Als het aantal moleculen per volume-eenheid N is, kan de macroscopische polarisatievector P worden gerelateerd aan de microscopische moleculaire polariseerbaarheid a. P = NaEP = eo (e - 1) E = NaE. Daarom de relatieve diëlektrische constante. Het effectieve elektrische veld E waargenomen door elke moleculaire polarisatie in a 1£0E-medium verschilt van het macroscopische gemiddelde elektrische veld E. Voor een molecuul wordt het niet alleen beïnvloed door E, maar ook door het elektrische veld dat wordt gegenereerd door andere polarisaties. De mate van reactie op de verandering van het externe veld tijdens de polarisatie van het medium wordt weergegeven door de relaxatietijd de elektrische dipoolmomentvectoren per volume-eenheid) wordt teruggebracht tot 1/e van de oorspronkelijke P, dat wil zeggen, omdat er een relaxatieverschijnsel is tijdens de polarisatie, D (Verplaatsingsvector), zijn de veranderingen in P en E niet in fase D, P zal achterblijven bij de fase van E. Het sinusoïdale elektrische wisselveld wordt weergegeven door een complex getal. Een zoemer gemaakt van piëzo-elektrisch keramiek wordt tussen twee cirkelvormige elektrodeplaten geplaatst en een sinusoïdale spanning met een hoekfrequentie wordt op de elektrodeplaat aangebracht. en de capaciteit C en de toegang y van de elektrode zijn voor C. het reële deel van de toegang wordt uitgedrukt door het omgekeerde van de equivalente weerstandsschaal, maar de wisselstroomgeleidingsvermogen gerelateerd aan polarisatie geeft aan dat de condensator die het monster vult equivalent is aan de parallelle verbinding van de capaciteit rCo en de weerstand R. Laat de amplitude van de sinusoïdale spanning van de signaalbron de weergalmende stroom door de condensator zijn =0, de stroom is het echte deel van het werk in het polarisatieproces, en het denkbeeldige deel is geen werk, het denkbeeldige deel van de relatieve permittiviteit weerspiegelt het energieverlies tijdens het polarisatieproces. Door tan te definiëren als de verliesfactor, zijn de diëlektrische parameters e, e en tan gerelateerd aan de frequentie en temperatuur van het veld. Wanneer de temperatuur constant is, veranderen de diëlektrische parameters met de verandering van de frequentie.

2 Diëlektrische frequentiespectrumanalyse van piëzo-elektrische keramiek
De drie polarisatiemodi kunnen verschillende rollen spelen in verschillende diëlektrica, waarvan sommige hoofdzakelijk van één type zijn en andere secundair. Op basis van deze theorie kan een gok worden gedaan: hetzelfde diëlektricum produceert, wanneer het externe elektrische veld een elektrisch wisselveld is, een elektrisch dipoolmoment. Deze polarisatie wordt de verplaatsingspolarisatie van elektronen genoemd. Elektronverdringingspolarisatie is een vorm van polarisatie die alle diëlektrica hebben. De verplaatsingspolarisatie van een elektron geeft aan dat het elektron, als gevolg van de invloed van het externe elektrische veld, een bepaalde waarschijnlijkheid zal hebben om energie te absorberen en over te schakelen tussen de overeenkomstige energieniveaus. Omdat de buitenste elektronen zwak gebonden zijn door atomen, wordt de elektronenverplaatsing van atomen voornamelijk afgeleid van valentie-elektronen. De verplaatsingspolarisatie van piëzo-elektrische buis piëzo-elektrische transducer wordt uitgedrukt door de definitie gegeven door het model volgens de drie polarisatiemodi met behulp van een puntgeladen sferische negatieve schaal. Omdat het zal veranderen met de verandering van het externe veld, en geleidelijk zal afnemen naarmate de frequentie van het aangelegde elektrische veld toeneemt. het is bekend dat e evenredig is met a, dus e zal ook afnemen naarmate de frequentie van het externe veld groter wordt. Om de theoretische schatting te verifiëren, wordt het diëlektrische spectrum van de piëzo-elektrische keramische zoemer gemeten met een diëlektrische spectrometer. Het is duidelijk dat wanneer het sinusvormige elektrische wisselveld wordt aangelegd, de waarde van e inderdaad wordt genegeerd. De wet van het raden neemt af naarmate de frequentie toeneemt. Er is een ongeveer vlak gedeelte in het midden van de curve, wat in tegenspraak lijkt te zijn met de inschatting. Als er echter rekening mee wordt gehouden dat naarmate de frequentie van het externe elektrische veld toeneemt, de oriëntatie van het intrinsieke elektrische dipoolmoment langzaam is en de verandering van het elektrische veld niet kan bijhouden, wat wordt weerspiegeld in de voortdurende afname van de advertentiewaarde. Als de advertentiewaarde zo klein als verwaarloosbaar kan zijn, dan is a gewoon C . Vanwege de piëzo-elektrische keramische structuur zelf is het infraroodfrequentiegebied veel groter dan de relatief lage frequentie, zodat het niet door een groot effect wordt beïnvloed. Op dit moment presenteert e uiteraard een stabiel segment, en de curve laat zien dat de dalende helling ongeveer nul is. Naarmate de frequentie blijft stijgen, begint crn aanzienlijk af te nemen, en op de curve is de helling van de daling groot. Om onze analyse van de kaart te bevestigen, kunnen we naar andere monsters verwijzen om theoretische gissingen te verifiëren. Het diëlektrische frequentiespectrum van de polyvinylchloridefilm laat zien dat de experimentele resultaten in overeenstemming zijn met de theoretische schattingen uit de gemeten diëlektrische frequentiespectrumcurve.

3 Verdere verbetering van het experiment
Hoewel dit experiment enkele kenmerken van piëzo-elektrische keramische polarisatie op de curve vertoont, kan het, als gevolg van de beperkingen van de diëlektrische spectrometer van het experimentele hoofdapparaat, DP-5, alleen de s0-waardeverandering van 10 tot 10 Hz meten, wat slechts een meting is. Van de lange golf naar een kort deel van de radiogolf vinden de verandering van de mond en de meeste keramische advertentieveranderingen voornamelijk plaats in de microgolf- en infraroodgebieden, en de piek van de verliesfactor tan0 verschijnt ook in het hoogfrequente deel. De relatie tussen de relaxatietijd r en de toegepaste veldfrequentie 09 is bekend, wat aangeeft dat de interne structuur van het piëzo-elektrische keramiek en zijn piëzo-elektrische eigenschappen niet verder kunnen worden begrepen met behulp van de diëlektrische spectrometer van het DP-5-type. Om deze reden moet een diëlektrische spectrometer met een groter frequentiebereik worden gebruikt om het piëzo-elektrische keramiek in de ultralage frequentie, hoge frequentie te meten om de waarde van e te verkrijgen, waardoor de kenmerken van het piëzo-elektrische keramiek meer en dieper worden. analyse.

Als nieuw fysisch en chemisch materiaal heeft piëzo-elektrische keramiek een belangrijke toepassingsbelang op het gebied van elektronica, materiaalkunde en geluid en licht. De studie van het piëzo-elektrische keramische diëlektrische spectrum kan een dieper begrip opleveren van de piëzo-elektriciteit, de interne structuur en de polarisatie ervan, vooral de polarisatiemodus. Het onderzoeksmodel voor de polarisatiekarakteristieken van materie dat in dit experiment wordt gebruikt en de voorspelling van beelden zijn het waard om verder te worden gepromoot en toegepast in toekomstig experimenteel onderzoek.