- •Лекция №7.
- •Классификация неорганических диэлектрических материалов
- •Неорганические диэлектрические материалы
- •Стекла
- •Ситаллы
- •Керамика
- •Подложки из алюмооксидной керамики
- •Подложки из бериллиевой керамики
- •Органические диэлектрические материалы
- •Классификация полимеров
- •Органические диэлектрики
- ••Пластмасса – композиция полимера,
- •Активные диэлектрики
- •Основные свойства сегнетоэлектриков
- ••Причиной образования доменов являются обменные силы, возникающие в результате обобществления электронов, принадлежащих соседним
- ••Эффективная диэлектрическая проницаемость
- ••Наличие петли гистерезиса – основное свойство сегнетоэлектриков, отличающее их от других классов диэлектриков.
- •Классификация сегнетоэлектриков
- •Механизм спонтанной поляризации.
- •Применение сегнетоэлектриков
- •Пьезоэлектрики
- •Условия возникновения пьезоэффекта
- ••Пьезомодуль k численно равен заряду, возникающему на единице поверхности пьезоэлектрика при приложении к
- ••Деформация, линейно зависящая от поляризованности, называется обратным пьезоэлектрическим эффектом.
- •Классификация пьезоэлектриков
- •Применение пьезокерамических элементов
- ••1. Пьезокерамические генераторы (основаны на прямом пьезоэффекте)
- ••3. Пьезокерамические актюаторы (пьезоприводы)
- ••-звуковые (ниже 20 кГц) — зуммеры, телефонные микрофоны, высокочастотные громкоговорители, сирены и т.
- •Использование пьезокерамики американскими производителями автомобильной техники
- ••датчики угловой скорости и линейные акселерометры малых перегрузок, ориентированные по трем осям автомобиля,
- ••пьезоприводы регулировки фар;
- •Электреты
- •Пироэлектрики
Классификация полимеров
•-линейные – термопластичные
•- пространственные – термореактивные
• Полиэтилен |
Полистирол |
Органические диэлектрики
•Поливинилхлорид
•Фторопласт – политетрафторэтилен, тефлон
•Полиамиды;
•Полиуретаны;
•Полиимиды
•Пластмасса – композиция полимера,
наполнителя, пластфикатора и красителя.
•Слоистые пластики:
•-Гетинакс – горячая прессовка бумаги и пропитка бакелитом (термореактивная смола). = 5-6
•-Текстолит – состоит из пропитанной ткани.
•-Стеклотекстолит – пропитка кремнийорганичес- ким лаком
•-Фольгированные слоистые пластики
Активные диэлектрики
•Сегнетоэлектриками называют вещества, обладающие спонтанной поляризацией, направление которой может быть изменено при внешних воздействиях, например электрическим током.
•Спонтанная (самопроизвольная) поляри-
зация – это поляризация, возникающая под влиянием внутренних процессов в диэлектрике, без внешних воздействий.
Основные свойства сегнетоэлектриков
•- доменная структура;
•Домены представляют собой макроскопические области, обладающие спонтанной (самопроизвольной) поляризацией, которая возникает под влиянием внутренних процессов в диэлектрике.
•-диэлектрический гистерезис
•Причиной образования доменов являются обменные силы, возникающие в результате обобществления электронов, принадлежащих соседним атомам.
•Существование доменов объясняется стремлением кристалла к минимуму внутренней энергии.
•Стабильная поляризация доменов устанавливается при достижении энергетического баланса между процессами образования доменных стенок и деполяризующего поля.
•Вследствие потерь на гистерезис сегнетоэлектрики характеризуются большим тангенсом угла диэлектрических потерь tg ( 0,1).
•Статическая диэлектрическая проницаемость
ст D/ 0 E 1 P / 0 E P / 0 E
•Эффективная диэлектрическая проницаемость
эф Cэф I / U
•Температура распада доменной структуры и переходя сегнетоэлектрика в параэлектрическое состояние называется сегнетоэлектрической точкой Кюри.
•Такой переход сопровождается резким уменьшением
•tg , поскольку исчезают потери на гистерезис.
•Наличие петли гистерезиса – основное свойство сегнетоэлектриков, отличающее их от других классов диэлектриков.
•Площадь гистерезисной петли пропорциональна энергии, рассеиваемой в диэлектрике за один период.
Классификация сегнетоэлектриков
•- ионные- CaTiO3, BaTiO3, PbTiO3, KNbO3, KIO3;
•-дипольные – NaKC4H4O6 4H2O (сегнетова соль); триглицинсульфат - (NH2CH2COOH)3 H2SO4,
NaNO2.
•Фазовый переход в ионных сегнетоэлектриках –
типа смещения.
•Фазовый переход в дипольных сегнетоэлектриках называют переходом типа порядок-беспорядок.
Механизм спонтанной поляризации.
Титанат бария BaTiO3
