電介質第四章複習

2021-03-04 04:15:47 字數 1323 閱讀 2153

極化:在外電場作用下,電介質內部沿電場方向產生感應偶極矩,在電介質表面出現極化電荷的現象稱為電介質的極化。

偶極矩:彼此相距為l 的異號電荷±q 組成的電偶極子,偶極矩為 μ=ql ,方向由負電荷指向正電荷

自發極化:無外場作用,晶體的正、負電荷中心不重合而出現電偶極矩的現象。這些電偶極子的有序排列而產生的極化,稱為自發極化。

在垂直於極化軸的表面上,單位面積的自發極化電荷量稱為自發極化強度。

鐵電性:具有自發極化,且自發極化的方向能隨外施電場的方向而改變的性質。

反鐵電性:反鐵電相的自由能與其鐵電態自由能接近,因而在外電場作用下,它可由反極性相轉變到鐵電相,故可觀察到雙電滯迴線。

熱釋電效應:由於溫度的變化而引起晶體特定方向上的表面荷電的現象。它由於晶體受熱膨脹而引起正、負離子相對位移,從而導致晶體的總電矩發生改變,與壓電效應類似,具有對稱中心的晶體不會具有熱釋電效應。

電滯迴線:在較強的交變電場作用下,鐵電體的極化強度p隨外電場呈非線性變化,而且在一定的溫度範圍內,p表現為電場e的雙值函式,呈現出滯後現象。

分解說明:oa段—施加e後,順電場方向的疇增加,而逆電場方向的疇逐漸減少。p隨e的公升高而增加,直到整個晶體成為乙個單一的極化疇。

抵達 b點—所有的疇都沿電場e方向排列,飽和。 bc段—e繼續增加,類似一般的電介質,只是發生電子、離子的位移極化,p-e呈線性關係。 電場減小,p一般不回到零,而是沿c→b→d變化。

即使e減小為零,仍有部分電疇保持正方向佔優勢。晶體出現剩餘極化—pr(od). 當電場反向時,e達到某一數值(e=of),p=0。

矯頑電場ec=是極化強度重新為零的電場。fg段——電場沿反方向繼續增大,所有電疇完全沿負方向定向排列,抵達g點—反向自發極化達到飽和。gh段—類似bc段。

當e在反方向減小且逐漸沿正向變化,按照hgi→bc返回,形成電滯迴線。

居里溫度:鐵電(或反鐵電)陶瓷只在某一溫度範圍內才具有鐵電(反鐵電)性,它有一臨界溫度tc。當溫度高於tc時,鐵電(或反鐵電)相轉變為順電相,自發極化消失。

這個臨界溫度tc就稱為鐵電(或反鐵電)陶瓷的居里溫度。

電疇:鐵電體的自發極化並非整個晶體為同個方向,而是包含有各個不同方向的自發極化的小區域,在小區域內,極化均勻、方向相同,存在一固有電矩。

鐵電體的特徵:具有高的介電常數;介電常數與電場強度大小有關;p~e的關係為電滯迴線

反鐵電體與鐵電體的比較:相似:晶體結構與同型鐵電體相近,介電係數和結構相變上出現反常,在相變溫度tc以上,介電係數與溫度的關係服從居里一外斯定律不同點:

反鐵電體隨溫度改變發生相變,高溫下是順電相,在tc下為對稱性較低的反鐵電相;巨集觀上看,反鐵電體的自發極化強度為零;在相變溫度以下,一般情況下不會出現自發極化,也沒有與此相關的電滯迴線。

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