第四章 鐵電陶瓷

1、第四章第四章鐵電陶瓷鐵電陶瓷一、教學(xué)內(nèi)容及要求一、教學(xué)內(nèi)容及要求掌握鐵電體的基本概念，理解電滯回線的形成，理解BaTiO3的結(jié)構(gòu)與自發(fā)極化特性以及其介電性能的特點(diǎn)，掌握電疇的基本概念，電疇的成核與生長(zhǎng)過(guò)程，180疇和90疇的異同。理解居里溫區(qū)的相變擴(kuò)張的機(jī)理，幾種相變擴(kuò)散的異同。掌握展寬效應(yīng)，移動(dòng)效應(yīng)，重疊效應(yīng)的作用機(jī)制。掌握鐵電老化，鐵電疲勞，去老化的概念。二、基本內(nèi)容概述二、基本內(nèi)容概述4.14.1概述概述重點(diǎn)掌握的幾個(gè)概念：自發(fā)極

2、化、、剩余極化、、矯頑場(chǎng)、鐵電體、電滯回線、電疇、鐵電陶瓷1、感應(yīng)式極化：離子晶體中最主要的極化形式是電子位移極化和離子位移極化，這兩種極化都屬于感應(yīng)式極化，極化強(qiáng)度大小依賴于外施電場(chǎng)。線性關(guān)系，E=0，P=0。2、自發(fā)極化：鐵電體所表現(xiàn)的自發(fā)極化，卻是不依賴于外電場(chǎng)，并能隨外電場(chǎng)反向而發(fā)生反轉(zhuǎn)。非線性關(guān)系，E=0，P≠0。3、鐵電體(ferroelectric)：具有自發(fā)極化，且自發(fā)極化方向能隨外場(chǎng)改變的晶體。它們最顯著的特征，或者說(shuō)

3、宏觀的表現(xiàn)就是具有電滯回線。4、電滯回線(hysteresiscurve)：鐵電體在鐵電態(tài)下極化對(duì)電場(chǎng)關(guān)系的典型回線。5、電疇（domain）：在鐵電體中，固有電偶極矩在一定的子區(qū)域內(nèi)取向相同的這些區(qū)域就稱為電疇或疇。6、疇壁（domainwall）：疇的間界。7、鐵電相變：鐵電相與順電相之間的轉(zhuǎn)變。當(dāng)溫度超過(guò)某一值時(shí)，自發(fā)極化消失，鐵電體變?yōu)轫橂婓w。8、居里溫度（CurietemperatureCuriepoint）：鐵電相變的溫度。

4、只有自發(fā)極化強(qiáng)度大，且又容易為外電場(chǎng)所轉(zhuǎn)向時(shí)，ε才大。a、a軸的ε比c軸大。在電場(chǎng)作用下，極化盡可能沿電場(chǎng)取向。單晶有明顯的方向性，說(shuō)明90疇壁比180疇壁更能為一般外電場(chǎng)所運(yùn)動(dòng)?；蛘哒f(shuō)與Ps正交的電場(chǎng)更容易使Ps轉(zhuǎn)向，與Ps反平行的電場(chǎng)難以使Ps反轉(zhuǎn)。b、BaTiO3陶瓷的ε介于單晶的a軸與c軸之間，且峰值不如單晶尖銳。c、在0℃，90℃，120℃出現(xiàn)ε的峰值，說(shuō)明相變點(diǎn)處新疇容易形成，或此時(shí)疇壁運(yùn)動(dòng)激活能或Ps的定向激活能下降。d、

5、溫度越低，Ps越難定向，或疇壁越難運(yùn)動(dòng)，故Tc處ε最大。e、TTc，ε按居里外斯定律下降。f、BT陶瓷：陶瓷的ε介乎單晶的a軸和c軸的數(shù)值之間；多晶：晶粒隨機(jī)取向；多疇：多種取向。轉(zhuǎn)變點(diǎn)處峰值不如單晶尖銳：結(jié)構(gòu)：多相體系，晶粒隨機(jī)取向，不同熱膨脹系數(shù)，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力：導(dǎo)致Tc分散（居里區(qū)）。g、Tc均為120℃，第二轉(zhuǎn)變點(diǎn)：?jiǎn)尉В?℃；陶瓷：≈20℃。?介電常數(shù)ε與電場(chǎng)的關(guān)系a、施加交流電場(chǎng)b、加上一個(gè)直流電場(chǎng)?介電常數(shù)ε與頻率的關(guān)系?ρ與