Charakterystyczne badania właściwości polaryzacji ceramiki piezoelektrycznej

Polaryzacja przemieszczenia elektronów
Pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego chmura elektronów w atomach i jonach tworzących dielektryk ulegnie zniekształceniu, powodując ruch chmury elektronów względem jądra i w ten sposób obliczony zostanie model i model orbity kołowej.

Polaryzacja orientacji wewnętrznego elektrycznego momentu dipolowego
Jeżeli cząsteczka tworząca dielektryk jest cząsteczką polarną, której środek ładunku dodatniego nie pokrywa się ze środkiem ładunku ujemnego, ma ona nieodłączny elektryczny moment dipolowy. W przypadku braku zewnętrznego pola elektrycznego, ponieważ elektryczny moment dipolowy cząsteczek dielektryka ruchu termicznego jest przestrzennie nieuporządkowany, prawdopodobieństwo skierowania się we wszystkich kierunkach jest takie samo, a molekularne momenty dipolowe elektryczne są wzajemne. Dlatego dielektryk jako całość nie ma elektrycznego momentu dipolowego. Kiedy przyłożone jest zewnętrzne pole elektryczne, na dodatnie i ujemne ładunki molekularnego dipola elektrycznego wpływa siła pola elektrycznego i istnieje tendencja do wskazywania kierunku zewnętrznego pola elektrycznego lub muszą być utrzymywane w stabilnym stanie, aby zminimalizować energię układu i konieczne jest wskazanie kierunku zewnętrznego pola elektrycznego. Lub precesję wokół zewnętrznego pola elektrycznego. Zgodnie z teorią statystyczną liczba cząstek o energii . Zgodnie z nią polaryzowalność a orientacji kupić kryształ piezoelektryczny można obliczyć (wewnętrzny moment dipolowy molekularny, k jest stałą Bolzmanna, Całkowitą polaryzowalność cząsteczki można uznać za polaryzację różnych mechanizmów. Jeśli liczba cząsteczek na jednostkę objętości wynosi N, makroskopowy wektor polaryzacji P można powiązać z mikroskopową polaryzacją molekularną a. P = NaEP = eo (e - 1) E = NaE. Dlatego względna stała dielektryczna. Efektywne pole elektryczne E postrzegane przez każdą polaryzację molekularną w a Ośrodek 1£0E różni się od makroskopowego średniego pola elektrycznego E. W przypadku cząsteczki oddziałuje na nią nie tylko E, ale także pole elektryczne generowane przez inne polaryzacje. Stopień reakcji na zmianę pola zewnętrznego podczas polaryzacji ośrodka jest reprezentowany przez czas relaksacji. Fizyczne znaczenie r polega na dodaniu stałego pola elektrycznego do dielektryka. Po ustabilizowaniu się pola elektrycznego, pole elektryczne jest usuwane po czasie r, polaryzacja P (suma prądu). wektory momentu dipolowego na jednostkę objętości) zostaje zredukowane do 1/e pierwotnego P, to znaczy, ponieważ podczas polaryzacji D (wektor przemieszczenia) zachodzi zjawisko relaksacji, zmiany P i E nie są w fazie. D, P będzie opóźnione w stosunku do fazy E. Sinusoidalne zmienne pole elektryczne jest reprezentowane przez liczbę zespoloną. Brzęczyk wykonany z ceramiki piezoelektrycznej jest umieszczony pomiędzy dwiema okrągłymi arkuszami elektrod, a do elektrody przykładane jest napięcie sinusoidalne o częstotliwości kątowej, oraz pojemność C i impedancja y elektrody są dla C. rzeczywista część impedancji jest wyrażona przez odwrotność równoważnej skali rezystancji, ale przewodność prądu przemiennego związana z polaryzacją. Wyrażenie y wskazuje, że kondensator wypełniający próbkę jest równoważny równoległemu połączeniu pojemności rCo i rezystancji R. Niech amplituda napięcia sinusoidalnego ze źródła sygnału będzie prądem pogłosowym płynącym przez kondensator w złożonej amplitudzie napięcia =, w chwili =0 prąd jest rzeczywistą częścią pracy w procesie polaryzacji, a część urojona nie jest pracą, część urojona względnej przenikalności elektrycznej odzwierciedla utratę energii podczas procesu polaryzacji. Definiując tan jako współczynnik strat, parametry dielektryczne e, e i tan są powiązane z częstotliwością i temperaturą pola. Gdy temperatura jest stała, parametry dielektryczne zmieniają się wraz ze zmianą częstotliwości.

2 Analiza widma częstotliwości dielektrycznej ceramiki piezoelektrycznej
Trzy tryby polaryzacji mogą odgrywać różne role w różnych dielektrykach, z których niektóre są głównie jednego typu, a inne są wtórne. Na podstawie tej teorii można zgadnąć: ten sam dielektryk, gdy zewnętrzne pole elektryczne jest zmiennym polem elektrycznym, wytwarza elektryczny moment dipolowy. Polaryzacja ta nazywana jest polaryzacją przemieszczenia elektronów. Polaryzacja z przemieszczeniem elektronów jest formą polaryzacji występującą we wszystkich dielektrykach. Polaryzacja przemieszczenia elektronu wskazuje, że pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego elektron będzie miał pewne prawdopodobieństwo pochłonięcia energii i przejścia między odpowiednimi poziomami energii. Ponieważ zewnętrzne elektrony są słabo związane z atomami, przemieszczenie elektronów atomów wynika głównie z elektronów walencyjnych. Polaryzacja przemieszczenia Przetwornik piezoelektryczny z rurką piezoelektryczną wyraża się definicją podaną przez model zgodnie z trzema trybami polaryzacji przy użyciu punktowo naładowanej sferycznej powłoki ujemnej. Ponieważ będzie się zmieniać wraz ze zmianą pola zewnętrznego i stopniowo zmniejszać się wraz ze wzrostem częstotliwości przyłożonego pola elektrycznego. wiadomo, że e jest proporcjonalne do a, więc e również będzie się zmniejszać wraz ze wzrostem częstotliwości pola zewnętrznego. Aby zweryfikować przypuszczenia teoretyczne, widmo dielektryczne piezoelektrycznego brzęczyka ceramicznego mierzy się za pomocą spektrometru dielektrycznego. Można zauważyć, że po przyłożeniu sinusoidalnego zmiennego pola elektrycznego wartość e jest rzeczywiście ignorowana. Prawo zgadywania maleje wraz ze wzrostem częstotliwości. Pośrodku krzywej znajduje się mniej więcej płaska część, co wydaje się być sprzeczne z przypuszczeniami. Jeśli jednak wziąć pod uwagę, że wraz ze wzrostem częstotliwości zewnętrznego pola elektrycznego orientacja wewnętrznego elektrycznego momentu dipolowego jest powolna i nie nadąża za zmianami pola elektrycznego, co znajduje odzwierciedlenie w ciągłym spadku wartości ad. Jeśli wartość reklamy może być tak mała jak znikoma, wówczas a jest po prostu C . Ze względu na samą piezoelektryczną strukturę ceramiczną, obszar częstotliwości podczerwieni jest znacznie większy niż stosunkowo niska częstotliwość, więc nie ma na niego dużego wpływu. W tym momencie e naturalnie przedstawia stabilny segment, a krzywa pokazuje, że nachylenie opadające wynosi w przybliżeniu zero. W miarę dalszego wzrostu częstotliwości crn zaczyna znacząco spadać, a na krzywej nachylenie spadku jest duże. Aby potwierdzić naszą analizę mapy, możemy odwołać się do innych próbek, aby zweryfikować domysły teoretyczne. Widmo częstotliwości dielektrycznej folii polichlorku winylu pokazuje, że wyniki eksperymentów są zgodne z domysłami teoretycznymi na podstawie zmierzonej krzywej widma częstotliwości dielektrycznej.

3 Dalsze doskonalenie eksperymentu
Chociaż eksperyment ten wykazuje pewne cechy polaryzacji ceramiki piezoelektrycznej na krzywej, ze względu na ograniczenia głównego wyposażenia eksperymentalnego spektrometru dielektrycznego typu DP-5, może on mierzyć jedynie zmianę wartości s0 od 10 do 10 HZ, co jest jedynie pomiarem. Od fali długiej do krótkiej części fali radiowej, zmiana ust i większość zmian w reklamie ceramicznej zachodzi głównie w obszarach mikrofal i podczerwieni, a szczyt współczynnika stratności tan0 pojawia się również w części o wysokiej częstotliwości. Znany jest związek między czasem relaksacji r a przyłożoną częstotliwością pola 09, co wskazuje, że wewnętrznej struktury ceramiki piezoelektrycznej i jej właściwości piezoelektrycznych nie można lepiej zrozumieć za pomocą spektrometru dielektrycznego typu DP-5. Z tego powodu należy zastosować spektrometr dielektryczny o większym zakresie częstotliwości do pomiaru ceramiki piezoelektrycznej w ultraniskiej częstotliwości, wysokiej częstotliwości, aby uzyskać wartość e, dzięki czemu charakterystyka ceramiki piezoelektrycznej będzie coraz głębsza. analiza.

Ceramika piezoelektryczna, jako nowy materiał fizyczny i chemiczny, ma istotne znaczenie aplikacyjne w dziedzinach inżynierii elektronicznej, inżynierii materiałowej oraz dźwięku i światła. Badanie widma dielektrycznego ceramiki piezoelektrycznej może pozwolić na głębsze zrozumienie jego piezoelektryczności, struktury wewnętrznej i polaryzacji, zwłaszcza trybu polaryzacji. Zastosowany w tym eksperymencie model badawczy właściwości polaryzacyjnych materii oraz przewidywanie obrazów zasługują na dalszą promocję i zastosowanie w przyszłych badaniach eksperymentalnych.