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1、 6.4铁电性复司:1、介电击穿的类型2、影响介电击穿的团素本节内容:一、铁电体,铁电体的特点二、铁电体的居里外斯定律三、铁电性的特点一、铁电体是一类特珥的电介质材料,在一定湿度范围内含有能自发极化,并一发桥化方向可随外电场作可逐转动的晶体。1、铁电体的特点1)钞电体是非线性介质即极化强度和外施电压的关系是非线性的。又五5oXE“备注:线性介质沛有外加电场时,介质的极化强度等于零。有外电场时,介质的极化强度与宏观电场及成正比。PrincipleofFerro-electriccapacitorE野Material:SBT0M2)铁电体是极性晶体即其极化状态芸非由外电场所引起,而是由晶体内部结构
2、特点所引起,晶体中每个晶胞内存在固有电偶极矩。注意:铁电昕体一定是极性晶体,但并非所有的极性蜡体都是铁电体Hs3)铁电体的极化是自发极化A按相转变的自发极化机构铁电体分两类:“园Bar“TH“0第一类是位移型,其自发极化同一粤高子的亚点阵相对于古一类亚点阵的整体位移相联系。位移型钟电体的结构大多同锈钟矿结构及钦铁矿结构紧密相关。钛酸银是典型的锈钛刀型的钟电体。第二类是有序一无序型,其自发极化同个别离子的有序化相联系;典型的有序一无序型昕体是含有氧键的晶体,这类蜡体中质子的有序化运动引起自发极化,例如KHPO4晶体,该蜡体具有钟电体的特征。tioervcoml4cioc,atozappoI颂pa
3、tpol1n5Mrol吴2nobnuneus卫-钣电体的自发极化的机制其自发极化的出现主要是晶体中原子(离二)位置变化的结果。例1:由位移引起的自发极化自发极化主要是由晶体中业些离子偏离了平衡佐置,使单位晶胞中出现了偶极矩,偶桥矩之间的相互作用使偷离平衡位置的离子在新的位置上穗定下来,同时昕体结构发生了畸变。钛酸钡的结构:锈钛矿型结构极化前晶体结构:钛酸钮的结构:锌钛矿型结构等轶晶系(大于1209C):晶胞常数,a-4.014氧禽子的半径:1.324钟离子的半径:0.64一钛离子处于氦八面体中,恩0两个氧离子间的空阿为:4.01一2X1.32=1.37个钛离子的直径:2X0.64=1.28园B
4、8s*。TirOo自发极化过程:氧入面体空腔体积大于钛离二体积,给钛离二位移的余地。入较高温度时,熹振动能比较大,钛离子难于在偏离中心的某个仁置上国定下来,接近六个氧离子的几中相等,晶体保持高的对称性,、化为零。温度降低到120IC,低于距离温度,钛离子平均热振动能降低,因热涨落,热振动能特别低的离子占很大比例,其能量不足以克服氧离子电地作用,有可能向某一个氧离子靠近,在新平衡位置上固定下来,并使这一氢离子出现强烈极化,发生自发极化,使晶体顺着这个方向延长,晶胞发生轻微畸变,由立方变为四方晶体。例2:具有极性轴或结构本身具有自发极化的结构正林丶固与有员界婵倩粟孔层l交替田生排G列)铁电体具有铁电性在一些电介质晶体中,智胞的结构使正负电荷重心不重合而出现电偶极短,产生不等于零的电极化强度,使晶体具有自发极化。晶体的这种性质叫铁电性(ferroclectricity)。与钣碰体的磁滞回线形状类似,所以人们把这粤蚜体称为|钛电体(其实昕体中并不含有铁)当铅电体的蜕胞自发桥化而出现电矩时,相邻蜡胞的电矩可以同向排列形成电畴,并出现铁电性;相间反向排列而成为反铁电性。
