矫顽电场Ec

科技工作者之家 2020-11-17

铁电体的极化随着电场的变化而变化,极化强度与外加电场之间呈非线性关系。

简介在电场很弱时,极化线性地依赖于电场,此时可逆的畴壁移动占主导地位。当电场增强时,新畴成核,畴壁运动成为不可逆的,极化随电场地增加比线性快。当电场达到相应于B点的值时,晶体成为单畴,极化趋于饱和。

电场进一步增强时,由于感应极化的增加,总极化仍然有所增加(BC段)。如果趋于饱和后电场减小,极化将按CBD曲线减少,以致当电场达到零时,晶体仍保留在宏观极化状态。线段OD表示的极化称为剩余极化Pr(remanent polarization)。

若过C点沿着CB做一切线交y轴为E,则线段OE等于饱和极化Ps(saturation polarization)。若电场反向,极化将随之降低并改变方向,直到电场等于某一值时,极化又将趋于饱和。这一过程如曲线DFG所示。OF代表的是使极化为零的电场,称为矫顽场Ec(coercivefield)。

矫顽场强矫顽场强使铁电体剩余极化强度恢复到零所需的反向电场强度。在低温下矫顽场较大,相应于畴壁重新取向需要较大的能量。在较高温度下,顽力减小不同组成的铁电体具有不1词的矫顽场强,它的强弱对材料介电常数、压电效应等具有明显影响。

使已磁化的铁磁质失去磁性而必须加的与原磁化方向相反的外磁场强度。不仅与铁磁质的性质有关,还依赖于铁磁质原先的磁化强度。在制造变压器的铁芯或电磁铁时,需要选择矫顽力小的材料(如软铁、硅钢等),以使电流切断后尽快消失磁性。在制造永磁体时,需要选择矫顽力大的材料(如铝镍钴等),以求尽可能保存磁性,不使其消失。

相关研究铁电材料有非常广泛的应用,例如:结构健康监测,微电子机械系统,传感器,制动器等。但铁电材料的本征脆性和可靠性需求之间的矛盾引起了广泛的关注。这些关注中的很大一部分集中于裂尖集中场驱动的铁电畴变现象1。

矫顽电场的测量 Fc料的晶格是钙钛矿型结构,是多晶压电陶瓷。它在极化前每一单晶都有自发极化,但它们的极化取向是杂乱的。因此就其总体宏观上来看,陶瓷晶片在极化之前表现为各向同性也就没有压电效应2。

本词条内容贡献者为:

任毅如 - 副教授 - 湖南大学

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