Сегнетоэлектрики

Самопроизвольная поляризация наблюдается только у одного класса диэлектриков – сегнетоэлектриков. При охлаждении сегнетоэлектрика ниже определенной температуры, которую называют точкой Кюри, самопроизвольно, без внешних воздействий, возникает поляризация. Объем сегнетоэлектрика разбивается на домены, в каждом из которых вещество сильно поляризовано. В отсутствие поля домены расположены беспорядочно, и суммарная поляризация равна нулю. При наложении поля поляризация увеличивается нелинейно благодаря переориентации поляризации доменов. При циклическом изменении поля от + Е до –Е возникает петля гистерезиса (рис. 20). Когда напряженность поля возрастает, поляризация достигает

Рис. 20. Зависимость поляризации Р (а)и диэлектрической проницаемости e (б) сегнетоэлектрика от напряженности поля Е

насыщения; при этом e увеличивается до максимального значения и вновь уменьшается. По аналогии с ферромагнетиками напряженность поля Еc, при которой меняется направление поляризации, называется коэрцитивной силой. Когда Еc <0,1 МВ/м, сегнетоэлектрик является мягким; когда Еc>> 1 МВ/м, материал жесткий. Известно около 500 сегнетоэлектриков. Они принадлежат к классу активных диэлектриков, которые

используются для генерации и преобразования электрических сигналов. Между электрическими, механическими, тепловыми и другими свойствами сегнетоэлектриков существуют нелинейные зависимости. Значения свойств вблизи точки Кюри имеют максимумы или минимумы. В частности, максимальное значение e достигается около точки Кюри.

Сегнетоэлектрики применяются для изготовления малогабаритных низкочастотных конденсаторов с большой удельной емкостью; при изготовлении материалов с большой нелинейностью поляризации для диэлектрических усилителей, модуляторов и других управляемых устройств; для модуляции и преобразования лазерного излучения; в пьезо- и пироэлектрических преобразователях.

Недостатками сегнетокерамики являются сравнительно большие потери и невысокая электрическая прочность.

Дата добавления: 2015-07-19