Кристаллы сегнетоэлектрики

Особые свойства сегнетоэлектриков определяются их структурой вместо отдельных поляризованных молекул в кристаллах сегнетоэлектрика существуют целые области однородной поляризации (домены). [c.88]

В табл. 4 после символов групп стоят в скобках цифры, указывающие число направлений, кристаллографически равных тому направлению, по которому происходит ориентированная спонтанная поляризация. Легко видеть, что совокупность всех доменов, ориентированных равномерно по всем кристаллографически равным направлениям, приводит к тому, что макроскопически, в целом, кристалл сегнетоэлектрика, разбитый на домены, имеет ту же группу симметрии, которую он имел до перехода [c.52]

На первых стадиях изучения пироэффекта предполагалось, что полный пироэффект (характеризуемый коэффициентом р) целиком сводится ко вторичному эффекту. Было, однако, показано, что наряду с вторичным эффектом изменение температуры приводит к изменению Реп даже в том случае, если кристалл не деформируется, зажат. Эта часть эффекта, не связанная с деформацией кристалла, называется первичным или истинным пироэффектом и описывается коэффициентом р. Природа истинного пироэффекта не столь ясна, и его объяснение сводится к перестройке кристалла с изменением температуры. В тех случаях, когда перестройка структуры кристалла сегнетоэлектрика в области фазового перехода не связана с пьезоэффектом, следует ожидать, что по преимуществу пьезоэффект будет истинным . В линейных пироэлектриках истинный пироэффект, как правило, мал и составляет около 2—5% полного эффекта . [c.104]

Нелинейность в электродинамике появляется и по другой причине. Электрические и магнитные поля создают не только силы (квадратичные по полю) в проводниках, поляризующихся и намагничивающихся материалах (в пространственно неоднородных полях для последних двух случаев), но и моменты сил, которые, в частности, приводят к выстраиванию электрических и магнитных диполей вдоль приложенных электрического и магнитного полей соответственно, если такого упорядочивания не было ранее. Этот момент сил квадратично зависит от векторов электромагнитных полей. При макроскопическом описании сплошной среды наличие ненулевой плотности объемного момента сил проявляется в отсутствие симметрии тензора напряжений. Этим обстоятельством наряду с другими пренебрегают в классической линейной теории пьезоэлектричества, но оно очень важно при описании кристаллов сегнетоэлектрика и ферромагнетика. [c.13]

Рис. 1.4.1. Кривая гистерезиса для кристалла сегнетоэлектрика.

Поляризация системы из спонтанно возникающих доменов и ориентационная поляризация имеют некоторое сходство, но их не спутаешь друг с другом. Это особенно наглядно при рассмотрении тепловых эффектов. Ориентационная поляризация, исчезающая вместе с полем, происходит из-за наличия постоянных дипольных моментов у молекул, а эти молекулы ориентируются случайным образом благодаря тепловому движению, поэтому эффект ориентационной поляризации зависит от температуры. С другой стороны, в кристалле сегнетоэлектрика молекулы имеют постоянные дипольные моменты, направление которых жестко фиксировано в одном домене тепловое движение не влияет на этот порядок. Тем не менее в кристаллах сегнетоэлектрика наблюдается другой тип температурного эффекта при некоторой определенной температуре 0с, называемой температурой Кюри, спонтанная поляризация исчезает. Это происходит из-за того, что в этой точке кристаллическая структура изменяется фазовый переход) и отдельные молекулы больше уже не имеют постоянных дипольных моментов (рис. 1.4.2). [c.31]

УПРУГИЕ ИОННЫЕ КРИСТАЛЛЫ, СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКИ И КЕРАМИКИ [c.433]

Гл. 7. Упругие ионные кристаллы, сегнетоэлектрики и керамики [c.434]

В 7.2 и 7.3 представлена общая нелинейная феноменологическая модель с соответствующими нелинейными полевыми и определяющими уравнениями, не зависящая от типа рассматриваемого кристалла. В 7.4 приведены линейные уравнения для упругих ионных кристаллов и показана их обоснованность с точки зрения динамики решеток. В 7.5—7.8 рассматриваются приложения линейной теории, когда введение градиентов поляризации существенно особое внимание здесь уделяется поверхностным эффектам ц эффектам пограничных слоев. В 7.9 даны линеаризованные уравнения для кристаллов сегнетоэлектрика, поведение которых характеризуется наличием постоянной электрической поляризации. [c.434]

Есть два аргумента в пользу расширения такого пространства скоростей, как это уже было для классического поля скоростей чистой механики. С одной стороны, ионные кристаллы требуют более тонкого описания, чем то, которое обычно используется для описания свойств диэлектрика. С другой стороны, для кристаллов сегнетоэлектрика с присущей им способностью образовывать определенное упорядоченное распределение электрической поляризации (типичная картина дается пространственно однородным распределением поляризации в домене сегнетоэлектрика) также необходимо более тонкое описание, так как градиент поляризации, очевидно, позволяет описать отклонения от этого типичного распределения. [c.435]

Гл. 7. Упругие ионные кристаллы, сегнетоэлектрики и керамики нением неразрывности [c.442]

К пироэлектрикам — полярным диэлектрикам — относятся все сегнетоэлектрики. Однако для того, чтобы использовать сегнето-электрики в качестве пироэлектрических материалов, их необходимо монодоменизировать (см. 4.2). Монодоменизация сег-нетоэлектриков может быть выполнена разными способами, включая температурную поляризацию (6.1). Современная технология получения пироэлектрических кристаллов-сегнетоэлектриков обычно предполагает такой способ выращивания кристалла, при котором сразу обеспечивается его монодоменная структура [53]. [c.170]

С изложенных здесь позиций нет принципиальной разницы в природе (причинах происхождения) спонтанной поляризации линейных пироэлектриков и сегнетоэлектриков. Такое различие, однако, можно увидеть, исходя из структуры кристаллов и их симметрии. Возможность изменения направления поляризации на противоположное в кристаллах сегнетоэлектриков означает равноправность обоих направлений, супцествовавшую до возникновения спонтанной поляризации. Невозможность обращения Реп в линейных пироэлектриках означает, что эти направления уже были неравноправными до того, как спонтанная поляризация возникла. Таким образом, в сегнетоэлектриках возникшая поляризация создает в кристалле особенное полярное направление, а в линейных пироэлектриках она, возникнув, только подтверждает, что это направление уже было в кристалле особенным полярным. Не обязательно, конечно, думать, что в линейных пироэлектриках спонтанная поляризация появляется после того, как некоторое направление уже стало особенным полярный. Эти события могут идти и одаовремен-но, но, по-видимому, в линейных пироэлектриках появление спонтанной поляризации не является причиной того, что некоторое направление становится особенным полярным. Наоборот, в этом случае спонтанная поляризация есть следствие других явлений, обусловливающих возникновение особенного полярного направления. [c.38]

Геометрия доменов. При сегнетоэлектрических фазовых переходах в кристаллах возникает спонтанная поляризация. 1чак правило, кристаллы сегнетоэлектриков при высоких температурах не имеют спонтанной поляри- [c.50]

При макроскопических измерениях спонтанной поляризации Реи кристалл сегнетоэлектрика, разбитый на домены, необходимо предварительно монодоменизировать. Однако пряхмые статические измерения спонтанной поляризации по величине связанного заряда монодоменизи-рованного кристалла осуществить трудно из-за отмечавшейся выше электропроводности кристалла и наличия свободных зарядов в окружающей атмосфере. Поэтому в сегнетоэлектриках (как зачастую и в линейных пироэлектриках) величину Реи определяют не непосредственно, а через измерения пьезоэффекта, пироэффекта, величины поляризации при быстрой переполяризации (переориентации доменов) кристалла и т. д. Наиболее широко используется метод петель диэлектрического гистерезиса. Эти петли по внешнему виду напоминают известные петли упругого и магнитного гистерезиса. [c.82]

Сегнетоэлектрики обладают пироэлектрическими свойствами только в монодоменизированном состоянии, т. е. в состоянии, когда спонтанная поляризация всех доменов ориентирована в одном направлении. Как уже отмечалось, разбитый на домены кристалл сегнетоэлектрика имеет симметрию пироэлектрического неполярного кристалла и пиросвойствами обладать не может. Пиросвойствами, однако, может обладать так называемый униполярный кристалл, т. е. кристалл, имеющий преимущественную ориентацию доменов по какому-либо из направлений. Но пироэффект униполярных кристаллов большого интереса [c.105]

К настоящему времени с исчерпывающей полнотой изучены пьезосвойства ряда кристаллов сегнетоэлектриков, хотя применения ограничиваются небольшим их числом. Ниже будут рассмотрены пьезосвойства некоторых наиболее типичных представителей сегнетоэлектриков, представляющих разные классы соединений. [c.139]

Сегнетоэлектрики — весьма распространенные материалы в наши дни. На применении сегнетоэлектриков основано большинство современных генераторов ультразвука. Свойства сегнетоэлектриков широко используются в звуковоспроизводящей аппаратуре. Основным элементом головки звукоснимателя многих электропроигрывателей является кристалл сегнетоэлектрика. (Следует отметить выдающуюся роль советского ученого Б. М. Вула в исследовании сегнетоэлектричества и разработке высокоэффективных сегпетоэлектрических материалов.) [c.157]

Предлагаемая вниманию читателей книга известного французского ученого Ж. Можена являет собой яркий пример последовательного приложения всей мощи аппарата современной механики сплошных сред для построения и развития электродинамики твердых деформируемых тел. В настоящее время это самостоятельный предмет, в котором модельные представления охватывают большое число самых разнообразных природных явлений, широко используемых в науке и технике. Книга написана так, что все конкретные модели строятся в рамках единой общей схемы — на основе общих принципов механики и термодинамики. В то же время, поскольку изложение ведется в традиционном и не требующем специальной подготовки ньютоновском приближении, то читатель получает прекрасный рабочий инструмент, непосредственно применимый для решения конкретных практических задач. Большое внимание уделяется методам построения определяющих уравнений — специальных соотношений, вытекающих из законов сохранения и замыкающих систему уравнений. Отличительной особенностью книги является широкое использование лагранжевой системы координат. На основе развитой схемы представлены классические теории пьезоэлектричества и магнитоупругости, а также новые и, несомненно, более сложные теории упругих ферромагнитных тел, упругих ионных кристаллов, сегнетоэлектриков и керамик, построение которых потребовало введения новых параметров и новых феноменологических уравнений. [c.5]

Полученные в рамках такой теории взаимосвязанные линейные электроупругие волны в объеме и на поверхности кристалла исследовались в 7.10 и 7.11 соответственно, простая нелинейная модель позволила продемонстрировать в 7.12 возможность описания структуры доменной стенки в кристалле сегнетоэлектрика электроупругими солитонными волнами. В заключение в 7.13 рассмотрен пример распространения линейных и нелинейных волн в керамике в связи с приложениями в технике с импульсной нагрузкой. Все содержание этой главы получено в результате исследований только двух последних десятилетий. [c.434]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...