Ferroeletricidade de cristais cerâmicos piezoelétricos

A polarização de alguns dielétricos é muito especial. Em certa faixa de temperatura, suas constantes dielétricas não são constantes, mas variam com força de campo, e após a remoção do campo elétrico externo, essas dielétricas não são neutras. Há polarização residual. A fim de ser análogo ao fato de que materiais ferromagnéticos podem permanecer magnetizados, esta propriedade deTransdutor de cerâmica piezo.é frequentemente referido como ferrareletricidade. Um dielétrico ferroelétrico é chamado de ferroelétrico. Entre eles, a cerâmica de titanato de bário (BATIO3), Tartrato de Potássio de Sódio, Cristal único (Nakc4H4O6⋅H2O) e semelhantes são mais proeminentes.Ferroelétricos exibem histerese durante o processo de eletrodeposição. O loop de histerese mostra que a polarização entre o corpo feroelétrico e o campo elétrico aplicado é não-linear, e a polarização é invertida como o campo elétrico externo é invertido. A inversão de polarização é o resultado da inversão do domínio, portanto, o loop de histerese indica a presença de domínios na ferrarelétrica. Os chamados domínios são pequenas regiões nas quais as direções de polarização espontânea nas ferrarelétricas são uniformes e os domínios. O limite entre eles é chamado de parede de domínio. Cristais Ferroelétricos deProdutos cerâmicos piezoelétricosSão geralmente multi-domínios, a polarização espontânea em cada domínio tem a mesma direção, e a polarização espontânea nos diferentes domínios é forte.

Para as ferroelétricas policristalinas, não há regularidade entre as orientações relativas da polarização espontânea nos diferentes domínios para todo o policristal devido à completa arbitrariedade da orientação dos eixos cristais entre os grãos.
As ferrarelétricas geralmente não formam espontaneamente domínios únicos, mas os cristais multidomain podem ser monodomainizados sob um campo elétrico externo forte. Sob a ação de um forte campo elétrico externo, o volume do domínio da polarização espontânea no cristal multi-domínio paralelo ou próximo da direção do campo externo se expandirá rapidamente devido à formação de novos núcleos de domínio e do movimento das paredes de domínio, e o volume do domínio em outras direções diminuirá rapidamente. Pequenos desaparecem, que está girando todo o cristal em um único domínio. Sob a ação do campo elétrico externo, o processo dinâmico de novo núcleo de domínio e movimento de parede de domínio é chamado de processo de reversão do domínio. Esta reversão tem algumas características de histerese, portanto, a ferroelétrica exibe o loop de histerese acima mencionado.

Considerando um único cristal piezo é assumindo que a orientação da polarização espontânea tem apenas duas possibilidades. É positivo e negativo ao longo de um certo eixo de cristal; A direção do campo elétrico externo é paralela ao eixo de polarização. Quando o campo elétrico externo é zero, a polarização de domínios adjacentes no cristal é oposto, e o momento elétrico total do cristal é zero. Quando o campo elétrico externo é aumentado gradualmente, o volume do domínio da direção de polarização espontânea oposto à direção do campo elétrico diminuirá gradualmente devido à inversão do domínio, e esses domínios estão tendo a mesma direção que o campo elétrico será gradualmente expandir, de modo que o cristal esteja na direção do campo externo. A intensidade aumenta com o aumento do campo elétrico. Quando o campo elétrico deelemento de disco piezoelétrico.Aumenta o suficiente para reverter todos os domínios reversos no cristal para o campo externo, o cristal se torna um único domínio, a polarização do cristal atinge a saturação e, em seguida, o campo elétrico aumenta. A polarização aumentará linearmente com o campo elétrico (igual à polarização de um dielétrico típico) e atingirá um valor máximo PMAX, que é uma função do maior campo elétrico de polarização.

Quando a porção linear é extrapolada para zero campo elétrico, a interceptação resultante PS no eixo vertical é chamada de polarização saturada, que é, na verdade, a polarização espontânea de cada domínio. Quando o campo elétrico começa a diminuir de C, a polarização diminuirá gradualmente ao longo da curva CB. Quando o campo elétrico decomponente cerâmico piezoelétricoé reduzido a zero, a polarização diminui para um certo valor PR, que é chamado de polarização residual da ferroelétrica. Quando o campo elétrico muda de direção e aumenta para a CE na direção negativa, a polarização diminui para zero, o campo elétrico reverso continua a aumentar, e a polarização é invertida. A CE é chamada de força de campo coercitiva da ferrarelétrica. À medida que o campo elétrico inverso continua a aumentar, a polarização continua a aumentar na direção negativa do gradiente e atinge um valor de saturação (-pr) na direção negativa, etransdutor piezoelétrico ultra-sônico.torna-se um cristal de domínio único que está tendo uma polarização negativa. Se o campo elétrico muda continuamente de um alto valor negativo para um alto valor positivo, o domínio positivo começa a se formar e crescer novamente até que todo o cristal se torne um único cristal de domínio com a polarização a prazo novamente. Durante este processo, a polarização é retornada ao ponto C ao longo da parte FGH da linha de retorno. Assim, sob a ação de um grande campo elétrico alternado, o campo elétrico muda em uma semana, e o processo acima é repetido uma vez, mostrando o loop de histerese mostrado. A área fechada pela linha de retorno é a energia necessária para