压电铁电物理(王春雷,李吉超,赵明磊编著)PPT模板
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压电铁电物理-王春雷yd0909精品文档
晶体的介电常数、弹性常数与晶体的对称性密切 相关。 同样，压电常数也与晶体的对称性密切相关。因 此不是从压电晶体上随意切下一块晶片，就能做 压电元件，而是要根据该压电晶体的压电常数来 设计晶片的切割。
4
正压电效应
当压电晶体受到外力而发生形变时，在它的 某些表面上出现与外力成线性比例电荷积累， 这个现象称为压电效应。 是一种线性响应！
9
现分别进行如下实验
（1）当晶片受到沿x轴方向的力Fx作用时，通 过冲击电流计，可测出在x轴方向电极面上 的电荷q(1)1。并发现x轴方向电极面上的电 荷密度（q(1)1/llw）的大小与x轴方向单位面 积上的力（Fx /llw）成正比，即：
q
(1 1
)
Fx
ll w
ll w
0 0 0 0
E E E
1 2 3
0
35
从上式可以看出：
（1）对于石英晶体不是在任何方向上都存在逆压 电效应，只有在某些方向，在某些电场作用下， 才能产生逆压电效应。例如，当x方向电场分量E1 作用时，可产生压电形变x1和x2以及压电切应变 x4。又如当z方向电场分量E3作用时，晶体不会产 生任何形变。
D1 d11
D2
d21
D3 E d31
d12 d22 d32
d13 d23 d33
d14 d24 d34
d15 d25 d35
d16 d26 d36
X2 X3 X4 X5 X6
36
（2）逆压电常数与正压电常数相同，并且一一 对应。
4
正压电效应
当压电晶体受到外力而发生形变时，在它的 某些表面上出现与外力成线性比例电荷积累， 这个现象称为压电效应。 是一种线性响应！
9
现分别进行如下实验
（1）当晶片受到沿x轴方向的力Fx作用时，通 过冲击电流计，可测出在x轴方向电极面上 的电荷q(1)1。并发现x轴方向电极面上的电 荷密度（q(1)1/llw）的大小与x轴方向单位面 积上的力（Fx /llw）成正比，即：
q
(1 1
)
Fx
ll w
ll w
0 0 0 0
E E E
1 2 3
0
35
从上式可以看出：
（1）对于石英晶体不是在任何方向上都存在逆压 电效应，只有在某些方向，在某些电场作用下， 才能产生逆压电效应。例如，当x方向电场分量E1 作用时，可产生压电形变x1和x2以及压电切应变 x4。又如当z方向电场分量E3作用时，晶体不会产 生任何形变。
D1 d11
D2
d21
D3 E d31
d12 d22 d32
d13 d23 d33
d14 d24 d34
d15 d25 d35
d16 d26 d36
X2 X3 X4 X5 X6
36
（2）逆压电常数与正压电常数相同，并且一一 对应。
压电铁电物理-王春雷yd09_14
Z me Z em N= = Ze Ze
wangcl@
（5-97）
30
机电六端网络: 机电六端网络 : 如图5-21所示的机电六端 网络，选速度U1、U2和电流I为自变量，力 F1、F2和电压V为因变量，它的传输方程：
F1 = Z m11 U1 + Z m12 U 2 + Z me1 I F2 = Z m 21 U1 + Z m 22 U 2 + Z me 2 I V = Z em1 U 1 + Z em 2 U 2 + Z e I
wangcl@ 13
线性机电网络 线性机电网络
电学四端网络:如图5 15所示的四端网络， 电学四端网络:如图5-15所示的四端网络， 所示的四端网络 选电流I 为自变量，电压V 选电流I1、I2为自变量，电压V1、V2为因 变量，它的传输方程： 变量，它的传输方程：
V1 = Z11 I1 + Z12 I 2 V2 = Z 21 I1 + Z 22 I 2
F1 = Z m11 U1 + Z m12 U 2 F2 = Z m 21 U1 + Z m 22 U 2
（5-92）
wangcl@ 19
图 5-17 机械四端网络
wangcl@
20
F1 = Z m11 U 1 + Z m12 U 2 F2 = Z m 21 U 1 + Z m 22 U 2
wangcl@ 21
例如图5-18所示的T型机械四端网络，它 的传输方程为：
F1 = ( Z m1 + Z m12 ) U 1 + Z m12 U 2 F2 = Z m12 U 1 + ( Z m12 + Z m 2 ) U 2
电子材料的压电性能与铁电性能PPT(41张)
如对薄圆片径向伸缩模式的耦合系数为Kp（平面耦合系数）； 薄形长片长度伸缩模式的耦合系数为K31（横向耦合系数）； 圆柱体轴向伸缩模式的耦合系数为K33（纵向耦合系数）等。
• 它是压电材料进行机-电能量转换的能力反映。 它与材料的压电常数、介电常数和弹性常数 等参数有关，是一个比较综合性的参数。其 值总是小于1。
2 压电效应基本原理 晶体不受外力作用，正、负电荷的中心重合，因而晶 体表面无荷电．
对晶体施加机械力时，晶体会发生因形变而导致的正、 负电荷中心不重合，引起晶体表面的荷电
3 正压电效应 4 逆压电效应
具有压电效应的晶体，电场的作用引起晶体内部正负 电荷中心的位移，导致晶体发生形变
第一节
5 压电材料 机电耦合效应
第一节 压电性能
三 压电性能的主要参数
1 介电常数 反映材料的介电性质（或极化性能）
2 介质损耗 表征介电发热导致的能量损耗
3 弹性系数 压电体是一个弹性体，服从虎克定律
4 压电常数 机械能转变为电能或电能转变为机械能的转换系数
5 机械品质因数 表征谐振时因克服内摩擦而消耗的能量
6 机电耦合系数 表征机械能与电能相互转换能力
向；T3为应力；D3为电位移。
•
它是压电介质把机械能（或电能）转
换为电能（或机械能）的比例常数，反映了
应力（T）、应变（S）、电场（E）或电位
移（D）之间的联系，直接反映了材料机电
性能的耦合关系和压电效应的强弱，从而引
出了压电方程。常见的压电常数有四种：dij、
gij、 eij、 hij。
2、机电耦合系数Kp
第二节 热释电与铁电性能
二晶体的热释电效应
1 热释电效应及其产生条件 （1）热释电效应 晶体因温度均匀变化而发生极化强度改变 （2）热释电效应产生条件 一定是具有自发极化(固有极化)的晶体 晶体结构的极轴与结晶学的单向重合 具有对称中心的晶体不可能有热释电效应
(完整PPT)第六章铁电性能和压电性能_材料物理(1)
结晶化学分类法： 软铁电体 硬铁电体
含氢键的晶体（KDP、RS）和双氧化物晶体（BT、PT、LN） 按极化轴数目分类：
单轴铁电体（RS、KDP、LN）和多轴铁电体（BT） 按原型相有无对称中心分类：
压电性铁电体（KDP、RS）和非压电性铁电体（BT） 按铁电相变时原子运动特点分类：
有序－无序型相变的（RS）和位移型相变的（BT、PT、LN） 按居里－外斯常数C的大小分类：
二、BaTiO3自发极化的微观机理 1. BaTiO3的晶体结构
有氧八面体 骨 架 的 ABO3 晶格
BaTiO3的晶体结构
钙钛矿结构
2. BaTiO3的相变
顺电态
Tc 居里温度
铁电态
120°C
5°C
-80°C
立方晶系 四方晶系 斜方晶系
菱形结构
无自发极化 自发极化沿c轴 自发极化沿 自发极化沿
Ps－饱和极化强度 Pr－剩余极化强度（remanent
polarization） Ec－矫顽场强（corcive field）
~2KV/cm －~120KV/cm
按照Ec大小可将铁电体分为： 软铁电体－小Ec 硬铁电体－大Ec
电滞回线是铁电体的重要物理特征之一，也是判别铁电性的 一个重要判据。
3. 铁电体的分类
如: 在钙钛矿结构中，自发极 化起因于[BO6]中中心离子的 位移
[BO6]氧八面体
2. 铁电体的概念
铁电体是在一定温度范围内具有自发极化（必要条件） ，并且极化方向可随外加电场做可逆转动的晶体。
铁电体一定是极性晶体，但自发极化转动的晶体仅发生在某些特殊结 构晶体当中，在自发极化转向时，结构不发生大的畸变。
质
加电场E 成正比。
含氢键的晶体（KDP、RS）和双氧化物晶体（BT、PT、LN） 按极化轴数目分类：
单轴铁电体（RS、KDP、LN）和多轴铁电体（BT） 按原型相有无对称中心分类：
压电性铁电体（KDP、RS）和非压电性铁电体（BT） 按铁电相变时原子运动特点分类：
有序－无序型相变的（RS）和位移型相变的（BT、PT、LN） 按居里－外斯常数C的大小分类：
二、BaTiO3自发极化的微观机理 1. BaTiO3的晶体结构
有氧八面体 骨 架 的 ABO3 晶格
BaTiO3的晶体结构
钙钛矿结构
2. BaTiO3的相变
顺电态
Tc 居里温度
铁电态
120°C
5°C
-80°C
立方晶系 四方晶系 斜方晶系
菱形结构
无自发极化 自发极化沿c轴 自发极化沿 自发极化沿
Ps－饱和极化强度 Pr－剩余极化强度（remanent
polarization） Ec－矫顽场强（corcive field）
~2KV/cm －~120KV/cm
按照Ec大小可将铁电体分为： 软铁电体－小Ec 硬铁电体－大Ec
电滞回线是铁电体的重要物理特征之一，也是判别铁电性的 一个重要判据。
3. 铁电体的分类
如: 在钙钛矿结构中，自发极 化起因于[BO6]中中心离子的 位移
[BO6]氧八面体
2. 铁电体的概念
铁电体是在一定温度范围内具有自发极化（必要条件） ，并且极化方向可随外加电场做可逆转动的晶体。
铁电体一定是极性晶体，但自发极化转动的晶体仅发生在某些特殊结 构晶体当中，在自发极化转向时，结构不发生大的畸变。
质
加电场E 成正比。
压电铁电物理-王春雷yd0909-PPT精品文档100页
10
因 为 （ q(1)1/llw ） 是 极 化 强 度 分 量 P(1)1 ； （Fx/llw）为x方向的应力X1，于是得到
P(1) 1
X1
即：
P(1) 1
d11X1
(4-1)
式中，P(1)1为晶片只受到x方向的应力X1作用时， 在x方向产生的极化强度分量，比例系数d11称为 压电常数。
x
2
d
1
2
x3 x4
d 13 d 14
x x
5 6
d d
15 16
d 22 d 23 d 24 d 25 d 26
21
当选z方向为电极面，重复上述实验，当电场 E=0时，应力张量X对z方向的极化强度分量P3的 贡献为：
P3 E0 0 （4-8）
22
根据（4-6）、（4-7）以及（4-8）式的结果，
可得到石英晶体的正向压电效应表示式用矩阵表
示为：
X1
当选y方向为电极面，重复上述实验，当电场E=0时， 应力张量X对y方向的极化强度分量P2的贡献为：
P 2 E 0 ( d 2 5 X 5 d 2 6 X 6 ) ( d 1 4 X 5 2 d 1 1 X 6 )
（4-7） 即石英晶体的压电常数d25=-d14，d26=-2d11。
5
石英晶体的压电效应
现以—石英晶体为例，因为—石英晶体在 1880年就发现了压电效应，是最早发现的压 电晶体，也是目前最好的和最重要的压电晶 体之一。 —石英晶体的最大特点是： 性能稳定，频率温度系数低（可以做到频率 温度系数接近于零），在通讯技术中有广泛 地应用。
材料的压电性与铁电性能.ppt
•电磁波无法穿越海水 •声波很容易在海里行进
继承人：蓝杰文 (ngevin)
利用石英的压电效应 制成水下超声探测器
如今：
•声纳 •反潜 •海底通讯 •电话通讯 •医学诊断：超声波成像术、全像摄影术、
计算机辅助声波断层摄影术
材料的压电性能与铁电性能
第一节 压电性能
一、压电效应的基本原理
(1) 不具有自发极化特性，但为不对称中心结构，在外力的 作用下，产生极化。
正压电效应
逆压电效应
－－－－－－－
+++++
极化方向
－－－－－
+++++++
释放电荷
－－－－－－－－－－－－－
+++++
极化方向
－－－－－
+++++++++++++
材料的压电性能与铁电性能
二、压电性能的主要参数
1、介电常数
介电常数反映了材料的介电性质（或极化性质）即：
D ijE
不同机械条件时，测得的介电常数不同。
①当作用力方向改变时，电荷的极性也随之改变。有时人们把这 种机械能转换为电能的现象，称为“正压电效应”。
②相反，当在电介质极化方向施加电场，这些电介质也会产生几 何变形，这种现象称为“逆压电效应”（电致伸缩效应）。
材料的压电性能与铁电性能
压电效应
具有压电效应的材料称为压电材料，压电材料能实现机—电 能量的相互转换。
tan IR / IC 1 / (CR)
式中：ω为交变电场的角频率； C为介质电容； R为损耗电阻；
压电、热释电与铁电材料及应用PPT文档21页
压电、热释电与铁电材料及应 用
压电、热释电与铁电材料及应用
指导老师：
班级： 姓名：
压电材料的物理机制
压电效应的原理 典型压电材料分析
压电效应的原理
多晶体结构的压电材料在一定温度下经极化处理制成压电元件， 它在受到外力作用而发生形变时，其表面会产生极化电荷，这就 是所谓压电效应；反之，当在压电元件两端面加一外电场时会发 生伸缩形变，称为逆压电效应。压电效应中各量（力学量、电学 量和压电常数等）之间的关系可用一方程组描述：
谢辞
感谢各位老师对我的论文给予指导! 感谢同学们给予我的支持!
谢谢大家！
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
SiO 2
典型压电材料分析
热释电红外报警器工作原理
热释电红外报警器主要由光学系统、热释电红外传感器、信号滤波和放 大、信号处理和报警电路等几部分组成，其结构框图如图所示。图中， 菲涅尔透镜利用透镜的特殊光学原理，在探测器前方产生一个交替变化 的“盲区”和“高灵敏区”，以提高它的探测接收灵敏度。当有人从透 镜前走过时，人体发出的红外线就不断地交替从“盲区”进入“高灵敏 区”，这样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入，从而加 强其能量幅度。达到报警效果。
热释电、铁电材料的Байду номын сангаас展方向
未来铁电薄膜以及介电模式工作的陶瓷材料将成为成 像应用的主要热释电材料。在薄膜材料这方面首先研制高 性能的热释电薄膜，并要求制备工艺中的温度不要超过 550℃，以便与硅工艺相兼容。介电模式工作的热释电材 料中，以BST和PST陶瓷为主流，可以探讨采用其他工艺 来提高此类材料的热释电性能。
压电、热释电与铁电材料及应用
指导老师：
班级： 姓名：
压电材料的物理机制
压电效应的原理 典型压电材料分析
压电效应的原理
多晶体结构的压电材料在一定温度下经极化处理制成压电元件， 它在受到外力作用而发生形变时，其表面会产生极化电荷，这就 是所谓压电效应；反之，当在压电元件两端面加一外电场时会发 生伸缩形变，称为逆压电效应。压电效应中各量（力学量、电学 量和压电常数等）之间的关系可用一方程组描述：
谢辞
感谢各位老师对我的论文给予指导! 感谢同学们给予我的支持!
谢谢大家！
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
SiO 2
典型压电材料分析
热释电红外报警器工作原理
热释电红外报警器主要由光学系统、热释电红外传感器、信号滤波和放 大、信号处理和报警电路等几部分组成，其结构框图如图所示。图中， 菲涅尔透镜利用透镜的特殊光学原理，在探测器前方产生一个交替变化 的“盲区”和“高灵敏区”，以提高它的探测接收灵敏度。当有人从透 镜前走过时，人体发出的红外线就不断地交替从“盲区”进入“高灵敏 区”，这样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入，从而加 强其能量幅度。达到报警效果。
热释电、铁电材料的Байду номын сангаас展方向
未来铁电薄膜以及介电模式工作的陶瓷材料将成为成 像应用的主要热释电材料。在薄膜材料这方面首先研制高 性能的热释电薄膜，并要求制备工艺中的温度不要超过 550℃，以便与硅工艺相兼容。介电模式工作的热释电材 料中，以BST和PST陶瓷为主流，可以探讨采用其他工艺 来提高此类材料的热释电性能。
压电铁电物理-王春雷yd09_15
6
wangcl@
7
自发极化Ps Spontaneous Polarization 剩余极化Pr Remnant Polarization 矫顽电场Ec Coercive field
wangcl@ 8
Sawyer-Tower 电路
wangcl@
铁电弛豫体 ferroelectric relaxor
相变不是发生于一个温度点，而是发生于一
个温度区间，因而电容率特性不显示尖锐的 峰，而呈现出相当宽的平缓的峰
电容率呈现极大值的温度随测量频率的升高
而升高
电容率虚部呈现峰值的温度低于实部呈现峰
值的温度，而且测量频率越高，峰值差别越 大
wangcl@ 46
wangcl@ 40
居里-外斯常数
按居里-外斯常数的大小分类（参照图64），这种分类法有利于研究铁电体的相变 机制。居里-外斯常数C 大约在105数量级 的为第一类。这类铁电体的微观相变机制 属于位移型，它主要包括钛酸钡等氧化物 型铁电体。近来发现的SbSI是这一类中的 唯一例外，它不是氧化物。
wangcl@
36
表6-1给出了部分铁电晶体的分子式、居 里点和自发极化强度。 对于晶格结构和特性差异如此之大的各 种铁电体，要对它们做完善的统一分类 是不容易的。 到目前为止，对铁电晶体的分类法有许 多种，其中常用的有以下几种。
wangcl@
37
单轴铁电体，多轴铁电体
wangcl@
29
TGS晶体的起始介电常数与温度的关系
wangcl@
30
TGS的定压比热与温度的关系
wangcl@
31
罗息盐晶体的自发极化强度与温度的关系
wangcl@
压电热释电铁电材料PPT课件
低对称相的出现。
对称性
有序化程度
序参量：描写系统内部有序化程度，表征相变过程
的基本参量.高对称相中为零，低对称相中 不为零.序参量和对称破缺对温度的依赖性
第19页/共80页
Landau理论的具体表达：
自由能作于为序参量的函数。 序参量：标量、矢量、张量或复数。 在相变点附近，将自由能展开：
F(T ,) F0(T ) 2(T )2 4(T )4
第44页/共80页
D-axis
D-E Hysteresis Loop
3
2
Hale Waihona Puke 10-1E-E'
-2
-3
-40
-20
0
20
40
60
E-axis
vacuum annealed (10-6) Torr
第45页/共80页
3)The polarization distribution around periodic misfit dislocations
第34页/共80页
铁电体的几个功能效应： 压电效应：在某些晶体的特定方向施加压力， 相应的表面上出现正或负的电荷，而且电荷密 度与压力大小成正比。 热电效应：极化随温度改变的现象 非线性光学效应、电光效应、光折变效应等
第35页/共80页
第36页/共80页
5.铁电物理学研究的新进展 ：
（1）第一性原理的计算 BaTiO3和PbTiO3都有铁电性，晶体结构和化学方面 都与它们相同的SrTiO3却没有铁电性？
(a) 15-nm(b) 40-nm-thicks
@1920年 法国人Valasek发现罗息盐的 特异的 非线性介电性能，导致了“铁电性”概念的出现. 1920年成为铁电物理学研究开始的象征？
压电铁电物理-王春雷y幻灯片
C 0
lwl lt
容抗： ZCj 1Cjl0tlwl 电流随频率
单调增加，
电流：
IV ZC
V lt j0lwl
有位相差
通过薄长片压电振子的电流
因为通过压电振子电极面上的电流I3等于电极面 上的电荷Q3随时间的变化率，即:
I3
dQ3 dt
而电极面上的电荷Q3与电位移D3的关系为
Q 30 l 0 lwD 3 x ， td x d y
X 1 s 1 1 E 1 [ k A s i n ( k x ) B c o s ( k x ) ] k e j t d s 1 3 E 1 1 E 0 e j t
代入边界条件得: x=0时,X1=0：
0s1 1 E 1Bkejtd s1 3 E 1 1E0ejt
x=l时, X1=0：
V3 I3Z 或者 ZV3/I3
压电振子的等效导纳G为:
G 1/ZI3/V 3
I3jllw3x3ds13E 211tank(lk2l)E3
2
两电极面之间的电压V3为: 压电振子的等效导纳为：
V 30 ltE3d zltE3
Gjllt lw3x3
ds13E 211
tank(lk2l)
2
牛顿定律
压电方程
Hale Waihona Puke ks in ( k l)
为了对上式所表示的波形有较具体的了解，在 图5-2中，绘出了t=0及t= /=1/2周期时的 波形。从图5-2中可以看出上式代表纵驻波方程 式，即在薄长片压电振子中传播的是纵驻波。
图5-2 薄长片压电振子的纵向振动
t=0时：
u d 3 1 E 0c o s(k (l x )) c o s(k x )
第七章 铁电物理.ppt
第七章 铁电物理
本章提要
铁电体物理学研究的核心问题是自发极化。 本章主要介绍有关铁电体物理学的一些基本 概念；自发极化产生的机制；铁电相变与晶 体的结构变化；极化状态在各种外界条件下 的变化，即介电响应、压电、热释电、电致 伸缩、光学效应等；最后适当介绍铁电物理 效应的实验研究。
7.1铁电物理的一般性质
自发极化能被外电场重行定向是铁电体最重 要的判据，也是铁电体具有许多独特性质的 主要原因
3. 电畴结构
晶体内部在退极化电场的作用下，就会分裂 出一系列自发极化方向不同的小区域，使其 各自所建立的退极化电场互相补偿，相到整 个晶体对内、对外均不呈现电场为止。这些 由自发极化方向相同的晶胞所组成的小区域 便称为电畴，分隔相邻电畴的界面称为畴壁
极化反转过程中电畴的运动可以用实验的方法 动态地观察到。如果把电场沿着钛酸钡晶体的
自发极化轴加到图7-1(a)所示的试样上，实验
表明，与电场方向一致的电畴并不通过其畴壁 的侧向移动以牺牲反向畴为代价进行扩张，而 是在反向畴内部沿着试样的边缘靠近电极处生 长出许多极化方向与电场方向一致的尖劈状新 畴。新畴成核后便在电场作用下向前推进，穿 透整个试样，如图7-4所示。电场增强时，新 畴不断出现，不断向前发展波及整个反向畴， 最终便把这种反向电畴变成与外场方向一致， 并与相邻的同向畴结合为一个体积更大的同向 畴。
由于铁电性的出现或消失，总伴随着晶格结构 的改变，所以这是个相变过程。当晶体从非铁 电相（称顺电相）向铁电相过渡时，晶体的许 多物理性质皆成反常现象。对于第一级相变， 伴随有潜热发生，对于第二级相变，则出现比 热的突变。铁电相中自发极化强度是和晶体的 铁电相低。
图7-4 钛酸钡晶体反向畴中尖劈状新畴 的成核和扩展
铁电体的畴过程还可以用加上电场后电畴反 转过程所产生的电流脉冲波形来研究。如果 把前沿很陡的矩形电压脉冲加到晶体上。脉 冲的宽度比极化反转所需的时间长，脉冲的 振幅足够大，以保证试样的极化强度能被外 场反向，这时流过试样的瞬时电流便便正比 于，其波形如图7-6所示
本章提要
铁电体物理学研究的核心问题是自发极化。 本章主要介绍有关铁电体物理学的一些基本 概念；自发极化产生的机制；铁电相变与晶 体的结构变化；极化状态在各种外界条件下 的变化，即介电响应、压电、热释电、电致 伸缩、光学效应等；最后适当介绍铁电物理 效应的实验研究。
7.1铁电物理的一般性质
自发极化能被外电场重行定向是铁电体最重 要的判据，也是铁电体具有许多独特性质的 主要原因
3. 电畴结构
晶体内部在退极化电场的作用下，就会分裂 出一系列自发极化方向不同的小区域，使其 各自所建立的退极化电场互相补偿，相到整 个晶体对内、对外均不呈现电场为止。这些 由自发极化方向相同的晶胞所组成的小区域 便称为电畴，分隔相邻电畴的界面称为畴壁
极化反转过程中电畴的运动可以用实验的方法 动态地观察到。如果把电场沿着钛酸钡晶体的
自发极化轴加到图7-1(a)所示的试样上，实验
表明，与电场方向一致的电畴并不通过其畴壁 的侧向移动以牺牲反向畴为代价进行扩张，而 是在反向畴内部沿着试样的边缘靠近电极处生 长出许多极化方向与电场方向一致的尖劈状新 畴。新畴成核后便在电场作用下向前推进，穿 透整个试样，如图7-4所示。电场增强时，新 畴不断出现，不断向前发展波及整个反向畴， 最终便把这种反向电畴变成与外场方向一致， 并与相邻的同向畴结合为一个体积更大的同向 畴。
由于铁电性的出现或消失，总伴随着晶格结构 的改变，所以这是个相变过程。当晶体从非铁 电相（称顺电相）向铁电相过渡时，晶体的许 多物理性质皆成反常现象。对于第一级相变， 伴随有潜热发生，对于第二级相变，则出现比 热的突变。铁电相中自发极化强度是和晶体的 铁电相低。
图7-4 钛酸钡晶体反向畴中尖劈状新畴 的成核和扩展
铁电体的畴过程还可以用加上电场后电畴反 转过程所产生的电流脉冲波形来研究。如果 把前沿很陡的矩形电压脉冲加到晶体上。脉 冲的宽度比极化反转所需的时间长，脉冲的 振幅足够大，以保证试样的极化强度能被外 场反向，这时流过试样的瞬时电流便便正比 于，其波形如图7-6所示
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4.7机电耦合系数 练习题 程序设计
07
第5章压电振子的振动模式
第5章压电振 子的振动模式
5.1薄长片
1 压电振子 的长度伸 缩振动
5.2薄圆片
2 压电振子 的径向振 动
3 5.3其他压 电振子
4 5.4等效网 络方法5 练来自题6 小课题08
第6章晶体的铁电性
第6章晶体 的铁电性
06
6.6铁电聚 合物
标轴的选择
06 思考题
04 第2章介电性质
第2章介电性 质
2.1介电常 数张量
01
2.2独立介
练习题
06
电常数
02
2.5静态
05
介电常数
与微观极
化率
04
2.4有效场 理论
03
2.3介电 极化机制
05 第3章弹性性质
第3章弹性性质
3.1应力、应变和胡克定律 3.2对称性与弹性常数 3.3晶体中的弹性波 3.4晶体的铁弹性 练习题
06
第4章压电效应与压电方程
第4章压电效 应与压电方
程
01 4 .1 压电效应
02 4 .2 压 电常 数与对称
性
03 4 .3 压 电晶 体的切割 04 4 .4 钛酸钡z切割晶片
的压电方程
05 4 .5 各 类压 电方程组 06 4 .6 一 般情 况下的压
的常数之间的关系
电方程组
第4章压电效应与 压电方程
8.3软模的基本概 念
8.5有序-无序型 铁电相变的赝自 旋模型
01
03
05
02
04
06
8.2KH<sub>2< /sub>PO<sub> 4</sub>型铁电 体的SlaterDevonshire理论
8.4位移型铁电相 变的软模理论
练习题
11
第9章极化反转和介电响应
第9章极化反转和 介电响应
9.1电畴结构 9.2极化反转 9.3介电响应 练习题
01
6.1晶体的 铁电性
05
6.5铁电弛 豫体
02
6.2几种典 型铁电体
04
6.4先兆铁 电体
03
6.3反铁电 体
第6章晶体的铁电性
6.7热释电效应 练习题
09
第7章铁电体的宏观理论
第7章铁电体的宏观理论
单击此处添加标题
单击此处添加文本具体内容， 简明扼要的阐述您的观点。根 据需要可酌情增减文字，以便 观者准确的理解您传达的思想。
压电铁电物理(王春雷，李吉 超，赵明磊编著)
演讲人 2 0 2 X - 11 - 11
01 前言
前言
02 符号表
符号表
03 第1章晶体结构
第1章晶 体结构
01 1 . 1 晶 体结 构的周
期性
03 1 . 3 宏 观对 称性和
点群
05 练习题
02 1 . 2 晶 棱和 晶面指
数
04 1 . 4 晶 轴和 直角坐
7.6弥散相 变
7.4反铁电 体的自由能
与相变
7.5动力学 性质
7.1铁电体 的热力学关
系
7.2铁电体 的电致伸缩 与压电效应
7.3铁电体 的自由能与
相变
第7章铁 电体的宏 观理论
7.7热释电系数与电卡系数 练习题 小课题
10
第8章铁电体的微观理论
第8章铁电体 的微观理论
8.1钛酸钡型铁电 体的SlaterDevonshire理 论
12
第10章压电铁电材料的应用
第10章压电铁电材料的应用
A
10.1压电 滤波器
B
10.2压电 晶体振荡
器
C
10.3压电 换能器
D
10.4加速 度和压力
传感器
E
10.5压电 高压发生
器
F
10.6压电 声表面波
器件
第10章压电铁电 材料的应用
10.7热释电探测器 10.8铁电存储器 10.9铁电制冷器 练习题 调研
13
附录:介电常数、弹性常数和压电常数 的坐标变换
附录:介电常数、弹性常数和压 电常数的坐标变换
A.1矢量和二级张量的坐标变换 A.2弹性常数的坐标变换 A.3压电常数的坐标变换
14 参考文献
参考文献
感谢聆听
07
第5章压电振子的振动模式
第5章压电振 子的振动模式
5.1薄长片
1 压电振子 的长度伸 缩振动
5.2薄圆片
2 压电振子 的径向振 动
3 5.3其他压 电振子
4 5.4等效网 络方法5 练来自题6 小课题08
第6章晶体的铁电性
第6章晶体 的铁电性
06
6.6铁电聚 合物
标轴的选择
06 思考题
04 第2章介电性质
第2章介电性 质
2.1介电常 数张量
01
2.2独立介
练习题
06
电常数
02
2.5静态
05
介电常数
与微观极
化率
04
2.4有效场 理论
03
2.3介电 极化机制
05 第3章弹性性质
第3章弹性性质
3.1应力、应变和胡克定律 3.2对称性与弹性常数 3.3晶体中的弹性波 3.4晶体的铁弹性 练习题
06
第4章压电效应与压电方程
第4章压电效 应与压电方
程
01 4 .1 压电效应
02 4 .2 压 电常 数与对称
性
03 4 .3 压 电晶 体的切割 04 4 .4 钛酸钡z切割晶片
的压电方程
05 4 .5 各 类压 电方程组 06 4 .6 一 般情 况下的压
的常数之间的关系
电方程组
第4章压电效应与 压电方程
8.3软模的基本概 念
8.5有序-无序型 铁电相变的赝自 旋模型
01
03
05
02
04
06
8.2KH<sub>2< /sub>PO<sub> 4</sub>型铁电 体的SlaterDevonshire理论
8.4位移型铁电相 变的软模理论
练习题
11
第9章极化反转和介电响应
第9章极化反转和 介电响应
9.1电畴结构 9.2极化反转 9.3介电响应 练习题
01
6.1晶体的 铁电性
05
6.5铁电弛 豫体
02
6.2几种典 型铁电体
04
6.4先兆铁 电体
03
6.3反铁电 体
第6章晶体的铁电性
6.7热释电效应 练习题
09
第7章铁电体的宏观理论
第7章铁电体的宏观理论
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压电铁电物理(王春雷，李吉 超，赵明磊编著)
演讲人 2 0 2 X - 11 - 11
01 前言
前言
02 符号表
符号表
03 第1章晶体结构
第1章晶 体结构
01 1 . 1 晶 体结 构的周
期性
03 1 . 3 宏 观对 称性和
点群
05 练习题
02 1 . 2 晶 棱和 晶面指
数
04 1 . 4 晶 轴和 直角坐
7.6弥散相 变
7.4反铁电 体的自由能
与相变
7.5动力学 性质
7.1铁电体 的热力学关
系
7.2铁电体 的电致伸缩 与压电效应
7.3铁电体 的自由能与
相变
第7章铁 电体的宏 观理论
7.7热释电系数与电卡系数 练习题 小课题
10
第8章铁电体的微观理论
第8章铁电体 的微观理论
8.1钛酸钡型铁电 体的SlaterDevonshire理 论
12
第10章压电铁电材料的应用
第10章压电铁电材料的应用
A
10.1压电 滤波器
B
10.2压电 晶体振荡
器
C
10.3压电 换能器
D
10.4加速 度和压力
传感器
E
10.5压电 高压发生
器
F
10.6压电 声表面波
器件
第10章压电铁电 材料的应用
10.7热释电探测器 10.8铁电存储器 10.9铁电制冷器 练习题 调研
13
附录:介电常数、弹性常数和压电常数 的坐标变换
附录:介电常数、弹性常数和压 电常数的坐标变换
A.1矢量和二级张量的坐标变换 A.2弹性常数的坐标变换 A.3压电常数的坐标变换
14 参考文献
参考文献
感谢聆听