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铁电体的结构和性质:实现电能与机械能的相互转换

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:铁电体极化中心与几何中心重合,未表现出自发极化现象。当温度降至低于居里温度时,铁电体发生相变,由顺电相转变为铁电相,如图1.4。铁电体在低力电场下表现出线性压电效应。图1.4铁电体微观结构铁电能实现电能、机械能彼此之间的相互转换,即当由外力引起变形时这种材料可以产生电场,而在材料上施加电场则会引起材料的变形,为新型功能器件的制备提供了条件。

铁电体的结构和性质:实现电能与机械能的相互转换

铁电材料的研究起始于1880年Curie兄弟发现压电效应[149]。铁电效应是指材料在由高温向低温变化时,会在某一温度或某一温度范围发生结构相变而产生自发极化的现象,于1921年首先由Vaslek在罗息盐(酒石酸钾钠)中发现[150]。铁电材料作为智能材料中广泛应用的一种,是指具有铁电效应的材料,其常见的微观结构如图1.4所示。当温度高于居里温度时,铁电体处于顺电相,如图1.4(a)。铁电体极化中心与几何中心重合,未表现出自发极化现象。当温度降至低于居里温度时,铁电体发生相变,由顺电相转变为铁电相,如图1.4(b)。铁电体极化中心与几何中心不重合,表现出自发极化现象。铁电体在低力电场下表现出线性压电效应。当载荷达到一定程度,铁电体自发极化的方向能够在外界力电场的作用下发生反转,产生非线性的力电耦合现象,称为铁电畴变[14]

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图1.4 铁电体微观结构

铁电能实现电能、机械能彼此之间的相互转换,即当由外力引起变形时这种材料可以产生电场,而在材料上施加电场则会引起材料的变形,为新型功能器件的制备提供了条件。铁电材料可用于随机动态内存,高介电电容器,双稳态不可抹储存器,以及微机械中的主动元件等[6,9,10],是具有广阔应用前景的基础功能材料。

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