Диэлектрические свойства титаната бария
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
?текол, часто сохраняют ценные качества своих ингредиентов. Примером могут служить гибкие сегнетоэлектрики, сегнетоэлектрики с большой сжимаемостью, а также многослойные структуры с большой электрической емкостью (способностью к накоплению заряда). Подобные композиционные материалы возможны по той причине, что из многих сегнетоэлектриков (например из цирконата-титаната свинца PZT) можно без труда изготовить поликристаллические керамики, а будучи отлиты в сложные формы, они обычно в значительной мере сохраняют сегнетоэлектрические свойства массивного материала.
Сегнетоэлектрические свойства обнаруживают не только твердые кристаллические вещества. Некоторые жидкие кристаллы и полимерные материалы тоже являются сегнетоэлектриками. В смектических жидких кристаллах молекулярная структура такова, что центры (молекулярные диполи) соседних молекул благодаря взаимодействиям между молекулами ориентированы почти параллельно. Внешнее электрическое поле изменяет направление этих диполей на обратное за счет молекулярных вращений. В полимере поливинилиденфториде PVF2 молекулярные диполи, присоединенные к полимерному скелету, могут быть ориентированы в электрическом поле с образованием устойчивой решетки, обнаруживающей макроскопическую поляризацию. Такие материалы весьма перспективны для многих видов применения.
Сегнетоэлектрическая керамика и полимеры используются в качестве пьезоэлектрических преобразователей, гидрофонов и измерительных преобразователей давления.
В сегнетоэлектрических преобразователях используются большие значения пьезоэлектрических коэффициентов вблизи температуры перехода. По сравнению с несегнетоэлектрическими пьезоэлектрическими веществами сегнетоэлектрики обладают более высокими коэффициентами электромеханической связи, но вместе с тем имеют сравнительно высокие диэлектрические потери. Началом такого практического применения можно назвать 1946 г., когда инженеры из Erie Resistor Company (США) случайно открыли индуцированный пьезокерамический эффект титаната бария.
В одних устройствах, например в ультразвуковых генераторах, громкоговорителях или импульсных генераторах со звуковыми линиями задержки, преобразователи предназначаются для преобразования переменных или импульсных электрических сигналов в соответствующие механические смещения. В других устройствах, например в ультразвуковых детекторах, тензометрах, микрофонах, звукоснимателях и устройствах для измерения вибраций, преобразователи предназначаются для преобразования малых механических смещений в электрические сигналы.
Преобразователи могут быть весьма малых размеров - порядка 1 мм и менее. Описан вибрационный тензометр, который дает электрическое напряжение 100 мВ при механическом смещении L/106, где L - его размер в сантиметрах
Британский флот, к примеру, до самого недавнего времени использовал на некоторых модификациях подводных аппаратов сонары, на основе пьезоэлектрического отклика BaTiO3
Ниобат лития (LiNbO3), обладающий большими электрооптическими коэффициентами, - наилучший материал для интегральных оптических модуляторов и дефлекторов.
Нелинейность диэлектрической проницаемости сегнетоэлектриков на оптических частотах приводит к большому электрооптическому эффекту, что делает эти кристаллы перспективными для управления пучком когерентного излучения лазеров. В качестве примера можно привести устройств, работающее по принципу интерферометра Фабри - Перо. Принцип работы которого следующий: через прозрачный монокристаллический брусок с полупрозрачными серебряными электродами на передней и задней гранях пропускается свет. В результате многолучевой интерференции проходят только те лучи света, длина волны которых в точности кратна толщине бруска. Если теперь к электродам приложить электрическое напряжение, то благодаря электрооптическому эффекту показатель преломления кристалла изменится, что в свою очередь приведет к изменению длины волны пропускаемого света. Для этой цели широко применяется КН2РО4 (дигидрофосфат калия) в качестве удвоителя оптической частоты лазера. При использовании монохроматического падающего света такое устройство может применяться в качестве светового затвора. Световой затвор такого типа предложили Волерс и Лейб; время срабатывания этого затвора, по-видимому, может составлять менее 10-9 сек.
Установлено, что изменение диэлектрической проницаемости и, следовательно, емкости сегнетоэлектриков с температурой используется для дистанционного измерения температуры и для измерения излучаемых тепловых потоков. Из триглицинсульфата (TGS) изготавливаются фотоприемники для инфракрасной области спектра, так как они реагируют на излучение в этой спектральной области.
С другой стороны, если падающий свет не монохроматичен, а модулирован по частоте, разновидность этого светового затвора можно использовать для демодуляции сигнала и извлечения информации.
Большая диэлектрическая проницаемость вблизи Тк (например, в BaTiO3) представляет интерес с точки зрения применения в многослойных конденсаторах. На основе ВаТO3 разработаны и серийно выпускаются вариконды, предназначенные для управляемых фильтров, частотных модуляторов, генераторов развертки, умножителей частоты и т.д. Имеются как объемные, так и пленочные варианты элементов.
Сегнетоэлектрические конденсаторы используются для настройки супергетеродинов и для частотной модуляции. Наиболее ярко диэлектрическая ?/p>