Билет №13, 14 (943738), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

ВК-7 -10 3000 - - 0,001

На участке III, в самом его конце, поляризация образца практически заканчивается полностью, при этом поляризованность достигает технического насыщения Рн, а гистерезисная петля становится предельной петлей диэлектрического гистерезиса. Если на этом участке снять внешнее электрическое поле (Е = 0), образец сохра­нит остаточную поляризованность Ро (рис. 7.4).

Остаточная поляризованность Ро всегда меньше спонтанной по­ляризованности Рс, так как после снятия напряжения образец сегнетоэлектрика частично деполяризуется. У монодоменного образца Ро = Рс. Отношение Ро к Рн является коэффициентом прямоугольности петли гистерезиса Кппг

Кппг= Ро/Рн (7.2)

Рис. 7.3. Зависимость

поляризованности Р

Рис. 7.4. Предельная петля диэ-

и диэлектрической проницаемости е лектрического гистерезиса сегне-

сегнетоэлектрика от напряженности тоэлектрика
электрического поля Е

Коэффициент Кппг является важной характеристикой сегнетоэлектриков с ППГ, которые можно использовать в запоминающих устройствах (ЗУ) ЭВМ (твердотельного интегрального исполнения). Значение Кппг у этих сегнетоэлектриков должно быть больше 0,9.

На участке III диэлектрическая проницаемость снижается, так как увеличивается Е:

ε = 1 +P/(εo/E). (7.3)

С дальнейшим ростом напряженности поля Р образца слегка возрастает (см. рис. 7.4, отрезок ВС) за счет обычных видов поляри­зации (электронной, ионной, дипольной), а ε продолжает снижать­ся, приближаясь к значению εн в области сильных электрических полей.

При циклическом изменении электрического поля зависимость поляризованности от напряженности поля примет вид петли гисте­резиса (см. рис. 7.4), аналогичной для ферромагнетиков. Из предель­ной петли диэлектрического гистерезиса можно определить остаточную поляризованность Ро (при Е = 0), коэрцитивную силу Ес и другие характеристики. Величины Рн и Еп являются соответственно значениями поляризованностью и напряженностью поля, указываю­щими начало участка насыщения (отрезок ВС) предельной петли ди­электрического гистерезиса. Экстраполяция отрезка ВС до пересече­ния с осью Р дает величину, приближенно равную спонтанной поляризации Рс. По значению коэрцитивной силы Ес сегнетоэлектрические материалы подразделяют на сегнетомягкие (Ес < 0,1 МВ/м) и сегнетотвердые (Ес < 1 МВ/м).

Площадь петли гистерезиса характеризует величину энергии электрического поля, затрачиваемую на переориентацию доменов, и численно равна диэлектрическим потерям данного образца сегнетоэлектрика за один период изменения электрического напря­жения.

Спонтанная поляризация наблюдается в диапазоне частот от по­стоянного напряжения до СВЧ. Диэлектрическая проницаемость титаната бария, начиная с частоты примерно 10⁷ Гц, снижается, а диэлектрические потери возрастают (рис. 7.5). В слабых электри­ческих полях при комнатной температуре величина ε ВаТiO3 лежит (в зависимости от марки материала) в пределах 500—20 000, tgδ — 0,02-0,03.

На рис. 7.6 показана температурная зависимость диэлектриче­ской проницаемости титаната бария, из которой видно, что спонтан­ная поляризация данного материала проявляется только при темпе­ратурах ниже 120°С (точка Кюри). Две аномалии на кривой, лежащие ниже точки Кюри, имеют место вследствие частичного смещения иона титана внутри элементарной ячейки и вызванного этим дополнительного изменения структуры. В зависимости от тем-

Рис. 7.5. Зависимость ε и tgδ титаната

бария от частоты f в слабых полях

Рис 7.6. Зависимость диэлектрической проницаемости ε титаната бария от тем­пературы Т при Емакс= 5,6 кВ/м (1( (1) и Емакс = 110 кВ/м(2)

пературы BaTiO3 имеет следующие типы структур:

кубическую — свыше +120°С,

тетрагональную — при +120°С и ниже,

ромбиче­скую — при 0°С и ниже,

ромбоэдрическую — ниже ~ — 80°С.

В дан­ном случае, кроме основного фазового перехода (перехода их параэлектрического состояния в сегнетоэлектрическое) наблюдается еще два фазовых перехода.

Путем изменения состава сегнетоэлектрика можно изменять зна­чения диэлектрической проницаемости и точки Кюри в широких пределах. Например, при изменении соотношения компонентов твердого раствора ВаТiO3 и SrTiO3 ε при Tк изменяется от 2000 до 12 000, а точка Кюри - от 120°С (ВаТiO3 - 100%) до 250°С (SrTiO3 -100%).

Сегнетоэлектрики используют для изготовления малогабаритных низкочастотных конденсаторов, варикондов — конденсаторов, ем­кость которых изменяется с изменением напряженности электриче­ского поля, и других активных элементов электрических схем. Для изготовления этих элементов используют сегнетокерамику — керами­ку, полученную на основе сегнетоэлектриков.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)