Поляризация сегнетоэлектриков

Рис. 6.11, Основная кривая поляризации сегнетоэлектрика и петля диэлектрического гистерезиса

Существование электрического момента связано с изменением структуры сегнетоэлектрика в точках фазового перехода. Температура фазового перехода является критической для появления или исчезновения спонтанной поляризации сегнетоэлектрика и носит название температуры Кюри. Диэлектрическая проницаемость в точке Кюри достигает наибольшего значения, а выше этой температуры сегнетоэлектрические свойства исчезают. При снижении температуры ниже точки Кюри сегнетоэлектрические свойства появляются вновь. Однако сегнетокерамика не обладает пьезоэлектрическими свойствами. Они возникают только после того, как керамика будет подвергнута воздействию сильного постоянного электрического поля, в результате чего произвольно направленные диполи ориентируются под влиянием этого поля в одном определенном направлении. Этот процесс, носящий название поляризации, является характерным в производстве пьезокерамики. [c.195]

Рис. 6.7. Изменение спонтанной поляризации сегнетоэлектриков от электрического поля (а), температуры (б), давления (в)

Рассмотрим природу спонтанной поляризации сегнетоэлектриков. Спонтанная поляризованность складывается из электрических моментов р1 отдельных одинаковых структурных единиц кристалла (элементарных ячеек), имеющихся в единице объема [c.210]

Поляризация в сильных полях. Диэлектрический гистерезис. Нелинейная зависимость поляризации от поля, свойственная сегнетоэлектрикам, приводит в переменных электрических полях к диэлектрическому гистерезису (см. рис. 37), т. е. к несовпадению по фазе электрической поляризации Р и электрического поля Е. Петля гистерезиса является одной из наиболее важных характеристик и дает представление о динамической поляризуемости сегнетоэлектриков. Именно поэтому метод диэлектрического гистерезиса широко распространен для исследования поляризации сегнетоэлектриков в сильных полях. [c.95]

Поляризация сегнетоэлектриков определяется ориентацией вектора спонтанной поляризованности Pg иод действием приложенного электрического поля. Как было показано в 2-3, существуют различные виды (механиз- [c.285]

Симметрия появляется и исчезает скачком, однако величина, характеризующая нарушение симметрии (параметр порядка), может изменяться непрерывно. При Ф. п. II рода параметр порядка равен нулю выше точки перехода и в самой точке перехода. Подобным образом ведёт себя, напр., намагниченность ферромагнетика, электрич. поляризация сегнетоэлектрика, плот- [c.801]

Наряду с исследованием статических, не меняющихся во времени объектов Э. м. даёт возможность изучать разл. процессы в динамике их развития рост плёнок, деформацию кристаллов под действием переменной нагрузки, изменение структуры под влиянием электронного или ионного облучения и т, д. Благодаря малой инерционности эл-нов можно исследовать периодические во времени процессы, напр, перемагничивание тонких магнитных плёнок, изменение поляризации сегнетоэлектриков, распространение УЗ волн и т. д. Эти исследования проводят методами стробоскопической Э. м. (рис. 4) образец освещается электронным пучком не непрерывно, а импульсно, синхронно с подачей импульсного напряжения на образец, что обеспечивает фиксацию на экране прибора определённой фазы процесса точно так же, как это происходит в свето-оптич. стробоскопических приборах. Предельное временное разрешение при этом может в принципе составлять ок. 10с для ПЭМ (пока практически реализовано разрешение с [c.879]

Дипольный сегнетоэлектрик (нрк. полярный сегнетоэлектрик. Сегнетоэлектрик типа порядок —беспорядок)— сегнетоэлектрик, спонтанная поляризация которого является следствием упорядочения в ориентации электрических диполей. [c.105]

Нелинейным диэлектрикам — сегнетоэлектрикам наряду с электронной и ионной свойственна спонтанная (самопроизвольная) поляризация, относящаяся к числу релаксационных видов. Спонтанная поляризация возникает в определенном температурном интервале, ограниченном сегнетоэлектрическими точками Кюри, под влиянием внутренних процессов самопроизвольно. При этом структура элементарной ячейки кристалла становится несимметричной, приобретая электрический момент. В пределах [c.544]

В электрическом поле в сегнетоэлектриках происходят упругие электронная и ионная поляризации, а также неупругая доменная. В процессе доменной поляризации векторы Р доменов ориентируются по направлению электрического поля (рис. 5.18, б). Переориентацией направлений Р, доменов объясняются характерные для сегнетоэлектриков нелинейные свойства петля диэлектрического [c.158]

Диэлектрические потери в сегнетоэлектриках определяются электропроводностью и доменной поляризацией. Изменения tg й от температуры и частоты для них такие же. как и для твердых полярных диэлектриков. [c.165]

У диэлектриков с искаженной решеткой и неплотной упаковкой ионов, таких как муллит, кордиерит, циркон, отмечается повышенный tg б, который имеет температурный рост за счет релаксационных потерь. У сегнетоэлектриков, характеризующихся большой зависимостью спонтанной поляризации, от температуры, диэлектрические потери велики и снижаются лишь при температурах выше точки Кюри. К этим диэлектрикам относятся титанаты бария, стронция, лития, кальция. Зависимость tg6 от температуры для сегнетоэлектриков показана на рис. 1.13. [c.26]

ЛОСЬ ранее, является наличие в них самопроизвольной поляризации, проявляющейся в определенном температурном интервале, вплоть до точки Кюри. Диэлектрические потери в сегнетоэлектриках мало изменяются с температурой в области самопроизвольной поляризации и резко падают при температуре выше точки Кюри, когда самопроизвольная поляризация исчезает. [c.56]

Значение s конденсированной среды существенно зависит от структуры вещества и от внеш. условий, обычно меняясь в пределах от неск. единиц до неск. десятков (у сегнетоэлектриков до 10 см. табл. в ст. Диэлектрическая проницаемость). Такой разброс значений е объясняется отчасти тем, что в разных веществах осн. вклад в е дают разл. механизмы поляризации. Напр., в Д. с полярными молекулами, где наблюдается ориентационная поляризация, е сравнительно велика (для воды е=81). [c.696]

Спонтанная поляризация сегнетоэлектриков сильно зависит от температуры. С повышением температуры Р уменьшается и при некоторой температуре 7к, называемой сегнетоэлектрической точкой Кюри, обращается в нуль. Таким образом, при 7 >7 к тепловое движение разрушает сегнетоэлектрическое состояние и сегне-тоэлектрик переходит в параэлектрическое состояние. В параэлек-трической области зависимость е от температуры описывается законом Кюри — Вейсса [c.301]

Рис. 2. Зависимость поляризации сегнетоэлектриков от алек-трического поля в полярной фазе Ес — коарцитивное поле, ст — остаточная поляризация, — спонтанная поляризация.

Наряду с исследованиями статических, не меняющихся во времени объектов, Э. м. даёт возможность изучать разл. процессы в динамике их развития рост плёнок, деформацию кристаллов под действием переменной нагрузки, изменение структуры под влиянием электронного или ионного облучения и т. д. Благодаря малой инерционности электронов можно исследовать периодические во времени процессы, напр, перемагничивание тонких маг-ншпных плёнок, изменение поляризации сегнетоэлектриков, распространение УЗ-волн и т. д. Эти исследования проводят методами стробоскопической Э. м. (рис. 4) образец освещается электронным пучком не непрерывно, а ИМЕЙ) [c.550]

Наряду с упоминавитимися видами поляризации — электронной и ионной — сегнетоэлектрики имеют еще один вид — доменный, т. е. поляризацию, связанную с переориентацией доменов. Формально доменный процесс поляризации похож на поляризацию жидкости, содержащую электрические диполи. Под действием электрического поля такие диполи ориентируются по полю, поворачиваются и вносят определенный вклад в поляризацию. Однако в отличие от диполей жидкостей направления спонтанной поляризации в кристаллах могут быть не любыми, а строго фиксированными. Как правило, доменная поляризация резко преобладает над другими механизмами, и поэтому мы будем рассматривать только особенности поляризации сегнетоэлектриков, связанные с доменами. [c.87]

Рассмотрение петель гистерезиса позволяет получить наглядное представление о роли доменных процессов в поляризации сегнетоэлектрика. Схематично это представление сводится к следующему. В весьма слабых полях (участок ОА кривой рис. 37) поляризация примерно пропорциональна полю и мало связана с доменными процессами. На участке АВ электрическое поле обеспечивает эффективный рост поляризации. В точке В поляризация, связанная с доменами, достигает насыщения и кристалл становится монодоменным. Участок ВС вновь дает линейную связь между Р и Е и характеризует индуцированную поляризацию, не связанную с доменными процессами. [c.95]

Поляризация сегнетоэлектриков связана с достаточно большими затратами энергии, т. е. в переменном электрическом поле, как это видно из того же рисунка, обнаруживается гистерезисная пегля переполяри-зации . Нелинейная зависимость Q=zF U) или, что то же самое, П Р Е) свидетельствует о наличии зависимосги е =э( ), тогда как в обычных диэлектриках она практически не наблюдается [c.215]

Предложенная нами в работах [.5 и 8Д модель позволяет рассматривать динамическую поляризацию сегнетоэлектриков типа ВаТсОд с единых позиций как поляризацию смещения и в сегнето-, и в параэлектрической фазах. Согласно модели, при температурах выше Т из-за особенностей низкочастотной динамики решетки в динамическом равновесии с тепловым движением атомов существуют участки скоррелированных смещений ионов вдоль одного из трех возможных направлений электрического упорядочения, представляющие собой своеобразные зародыши спонтанной поляризации Ее со скомпенсированным распределением Е5 (х), аналогичным распределению ее в 180-градусной доменной границе (рис. 10). [c.72]

Таким образом, результаты данной работы совместно с достаточно надежными данными оптических измерений, приведенными в работе С13], и независимых теоретических расчетов Ж-спектров BaT 0g [8] уверенно свидетельствуют в пользу важной роли зародышеобразо-вания в процессах возникновения спонтанной поляризации в сегнето-электриках типа смещв1шя. При этом, как указывалось, роль зародышей поляризации играют участки скоррелированных смещений ионов. Согласно работе [12], эти участки, названные критическими флуктуациями поляризации, в значительном интервале температур выше Тр одинаково хорошо описываются либо моделью сильно демпфированных ионов, либо моделью перескакивающих ионов. Предложенная нами в работе [81 микроскопическая модель зародышей, согласующаяся со всей совокупностью полученных экспериментальных данных, свидетельствует о решающей роли перескока ионов в процессах динамической поляризации сегнетоэлектриков типа смещения и тем самым позволяет сделать выбор в пользу одной из рассмотренных в работе [12] моделей, [c.77]

Наиболее характерной особенностью сегнетоэлектриков является то, что зависимость их поляризации Р от поля Е имеет вид петли гистерезиса (рис. 8.13). Существование гистерезиса в сегне-тоэлектриках связано с наличием сегнетоэлектрических доменов объемных областей, в каждой из которых дипольные моменты ориентированы одинаково, но в соседних доменах векторы Р направлены различно. Такие домены были обнаружены экспериментально в титанате бария. [c.299]

Сегнетоэлектрики — твердые тела, в которых при некоторой температуре происходит фазовый переход в состояние со спонтагшой электрической поляризацией. [c.286]

Сегнетоэлектрики типа порядок-беспорядок — сегнетоэлектрики, воз[П1кновение поляризации в которых происходит в результате нарушения симметричной заселенности положений равновесия ионов. [c.286]

Сегнетоэлектрики тина смещения — сегнетоэлектрики, спонтанна поляризация в которых создается в результате смещепия части ионов из симметричных в менее симметричные положения. [c.286]

Переходы в сегнетоэлектриках. Для этого вида веществ ниже точки Кюри возникает спонтанная электрическая поляризация,, обусловленная появлением дипольных моментов за счет специфического разделения в пространстве противоположно заряженных ионов. Фазовые переходы в сегнетоэлектриках принято подразделять на переходы типа порядок — беспорядок и типа смещения. К переходам последнего типа можно отнести рассмотренный выше переход в кристаллах ВаНОз. Переход типа порядок — беспорядок обнаружен в хорошо известных кристаллах KH2P04(KDP). В этих кристаллах для ионов Н, определяющих их поляризацию, имеются два (а не одно) положения равновесия (на водородной связи ОН. ..О), отстоящие одно от другого на 0,35 А. Выше температуры перехода оба положения равновесия заселены статистически равномерно, а ниже Тс появляется асимметрия заселенности, которая и приводит к поляризации. [c.260]

Процессы миграционной поляризации одни из самых медлен ных. Время на их завершение изменяется в пределах 1—10" с Спонтанная (самопроизвольная) поляризация. Доменная полярн эация. Сегнетоэлектрики. Характерные для сегнетоэлектриков свой ства впервые были обнаружены у сегнетовой соли. В дальней шем сегнетоэлектриками стали называть вещества, свойства кото рых подобны свойствам сегнетовой соли. В сегнетоэлектриках даже в отсутствие электрического поля наблюдается самопроизвольное смещение частиц — ионов в ионных кристаллах или полярных радикалов молекул, которое приводит к несовпадению центров положительного и отрицательного зарядов в объеме диэлектрика, т.е. поляризации. Такая поляризация называется спонтанной (самопроизвольной). В результате в диэлектрике образуются области-домены, где все частицы, обусловливающие самопроизвольную поляризацию, смещены в одном направлении. В этом направлении ориентирован и вектор спонтанной поляризованности Р, домена. В со- [c.157]

Сегнетоэлектрики — вещества, обладаюш,ие спонтанной поляризацией (см. 5.3), направление которой может быть изменено с помощью внешнего электрического поля. Сегнетоэлектрики обладают рядом специфических свойств, которые проявляются лишь в определенном диапазоне температур. Температура Тк. (сег-негоэлектрическая точка Кюри) является температурой фазового перехода, ниже этой температуры сегнетоэлектрик обладает домен- [c.243]

Сегнетоэлектрики — вещества, обладающие в некотором температурном интервале спонтанной поляризацией в отсутствии внешнего электрического поля. Но так как сегнетоэлектрический кристалл (рис. 1.2) состоит из больпюго количества областей (доменов) с раз- личными направлениями ориентации их спонтанных электрических моментов, геометрическая сумма которых равна нулю, то на опыте можно наблюдать изменения такого момента с температурой. [c.13]

Полная диэлектрическая проницаеьюсть сегнетоэлектрика е, обусловленная поляризацией, вызываемой внешним полем и спонтанной [c.14]

Первым нз известных сегнетоэлектриков является сегнетова соль, т. е. двойная калиево-натриевая соль виннокаменной кислоты, NaK 4H40, -4Н20. Кристаллы, ее имеют орторомбическую систему. Она обладает резкой анизотропией свойств. Спонтанная поляризация, высокая диэлектрическая проницаемость, зависящая от температуры. [c.14]

Радиополяризационный метод лри-меняется для исследования остаточных напряжений, напряженно-деформи-. рованного состояния, неоднородной поляризации изделий из пьезокерамики и текстур. Текстура — органи-вованная структура, образующаяся при формировании промышленных изделий. Неправильно сформированная текстура является причиной растрескивания изделий из керамики при обжиге, появления остаточных напряжений, плохого качества шделий в целом. Применение просветляющих покрытий, дифракционных решеток и экранов при диагностике изделий с большим коэффициентом отражения (пьезокерамика, сегнетоэлектрики) способствует получению качественной информации об их внутренней структуре. [c.238]

Диэлектрические потери, наблюдаемые в сегнетоэлектриках, свя- 1аны с явлением спонтанной поляризации. Поэтому потери в сегнето- лектриках значительны при температурах ниже точки Кюри, когда наблюдается спонтанная поляризация. При температурах выше точки Кюри потерн в сегнетоэлектриках уменьшаются. Электрическое старение сегнетоэлектрика со временем сопровождается некоторым уменьшением потерь. [c.49]

Пьезокерамику относят к классу сегнетоэлектриков, отличающихся от неполярных пьезодиэлектриков тем, что в них существуют области спонтанной поляризации, подобные доменам в ферромагнетиках. В результате пьезосвойства в сегнетоэлектри-ках в 10. .. 100 раз выше, чем в пьезоэлектриках. Для сегнетоэлектриков существуют определенные температуры — точки Кюри, выше которых они теряют пьезосвойства. В дальнейшем рассмотрим два материала — характерные представители двух названных классов неполярный пьезодиэлектрик кварц Х-среза (пластина вырезана перпендикулярно оптической оси х) и керамический сегнетоэлектрик цирконат-титанат свинца марки ЦТС-19 (марка определяет химический состав). [c.61]

К счастью, еще в 1918 году американский физик Д. Андерс открыл, что некоторые вещества, например г гнетова соль, обладают добровольной , так называемой спонтанной диэлектрической поляризацией, не требующей внешних электрических полей. Такие вещества были названы сегнетоэлектриками. Первые всесторонние исследования их свойств провел в 30-х годах академик И. В. Курчатов в Ленинградском физико-техническом институте. С тех пор было открыто много новых сегне-тоэлектриков. Физики неоднократно исследовали их свойства и нашли для них множество применений. В последнее время в связи с развитием электроники и вычислительной техники интерес к сегнетоэлектрикам снова вспыхнул у физиков всего мира. [c.125]

ТЕМПЕРАТУРА критическая соответствует критическому состоянию вещества переходу сверхпроводника из сверхпроводящего состояния в нормальное) Кюри является [общим названием температуры фазового перехода второго рода температурой фазового перехода ферромагнетика в парамагнетик при которой исчезает самопроизвольная поляризация в сегнетоэлектриках) ] насыщения соответствует термодинамическому равновесию между жидкостью и ее паром при данном давлении Нееля фиксирует фазовый переход антиферромагнетика в парамагнетик плавления выявляет фазовый переход из кристаллического состояния в жидкое радиационная — температура абсолютно черного тела, при которой его суммарная по всему спектру энергетическая яркость равна суммарной энергетической яркости данного излучающего тела термодинамическая определяется как отношение изменения энергии тела к соответствующему изменению его энтропии цветовая определяется температурой абсолютно черного тела, при которой относительные распределения спектральной плотности яркости этого тела и рассматриваемого тела максимально близки в видимой области спектра яркостная — температура абсолютно черного тела, нри которой спектральная плотность энергетической яркости совпадает с таковой для данного излучающего тела, испускающего сплошной спектр] ТЕНЗИ-ОМЕТРИЯ — совокупность методов измерения поверхност э-го натяжения ТЕНЗОМЕТРИЯ—совокупность методов измерения механических напряжений в твердых телах по упругим деформациям тел ТЕОРЕМА Вариньона если данная система сил имеет равнодействующую, то момент этой равнодействующей относительно любой оси или точки равен алгебраической сумме моментов слагаемых сил относительно той же оси или точки Вириала устанавливает соотношение, связывающее среднюю кинетическую энергию системы частиц с действующими в ней силами) [c.281]

А. кристаллов связана с симметрией их кристаллич. структуры (см. Кюри принцип, Неймана принцип, Симметрия кристаллов). Чтобы вещество обладало векторной характеристикой (напр., сдонтанной поляризацией в случае сегнетоэлектриков), его кристаллич, решётка не должна быть симметричной относительно преобразования инверсии, т. е. не должна обладать центром симметрии. Все кубич. кристаллы изотропны в отношении характеристик, описываемых симметричными тензорами 2-го ранга (напр., электропроводности [c.84]

В сегнетоэлектриках с фазовым переходом первого рода при темп-рах, несколько превышающих темп-ру фа ювого перехода Т , в перем. полях формируются двойные петли Г. с. (рис. 3). Петли такого рода связаны с поляризацией, индуцируемой полем Е в пара- [c.494]

Они сравнительно велики, порядка 10 —с. Еще в более низкой области частот может наблюдаться релаксационная дисиерсия, обусловленная дефектами и неоднородностями Д. Для нек-рых Д. могут быть существенными более специфич. механизмы дисперсии, нанр. связанные с колебаниями под действием поля доменных стенок в сегнетоэлектриках. Т. о., изучая зависимость е(ш), можно получить сведения о свойствах Д. и выделить вклад в поляризацию от разл. её механизмов. [c.697]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...