功能转换材料解析
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含氧金属酸化物
➢ BaTiO3；LiNbO3；LiTaO3；BaxSr1-xNbO6； (1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3, PMN-PT； (1-x)Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3, PZN-PT
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压电半导体
➢ CdS，CdSe，ZnO，ZnS，ZnTe，CdTe等， GaAs，GaSb，InAs，InSb，AlN等。
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磁光效应
法拉第效应
➢ 平面偏振光透过(透射光)带磁性的物体，沿着 磁场方向传播时，偏振光发生偏转的现象，又 称磁致旋光效应。
克尔效应
➢ 照射在强磁性介质表面的偏振光，反射出去时 偏振光发生偏转的现象。
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科顿-蒙顿效应
➢ 在强磁场作用下，光的传播方向与磁场垂直时， 一些各向同性的透明磁介质呈现双折射的现象， 又称磁致双折射效应。
光电效应的机理
➢ 介质在外加电场作用下产生电极化，导致其介 电常数发生变化，而介电常数与折射率直接相 关，从而改变介质的折射率。
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电光材料的种类
磷酸二氢钾型晶体
➢ 磷酸二氢钾 KDP，磷酸二氘钾 DKDP，磷酸二 氢铵 ADP，砷酸二氢钾 KDA
钙钛矿ABO3型晶体
➢ LiNbO3(LN)，LiTaO3(LT)； KTaNbO3(KTN)； BaTiO3(BT)；KTaO3(KT)
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闪锌矿AB型晶体
➢ ZnS，CdS，GaAs和CuCl等。
乌青铜型晶体
➢ Sr0.75Ba0.25Nb2O6(SBN)，K3Li2Nb5O15(KLN)， Ba2NbO15(BNN)等
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电光材料的应用
➢ 电光快门 ➢ 电光调制器 ➢ 电光偏转器
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磁光材料p336
类和环境温度，它与塞贝克 A
系数关系为 ab aT •T
B T2
20
汤姆逊效应
怀化学院
➢ 在由一种导体构成的回路中，如果存在温度梯 度 逆的Tx热，效则应当，电即流产I通生过热时的，现导象体。中其也热将效出应现的可大
小与电流I，温度梯度和通电流的时间 t 成
正比，即
Q T • I • T • t
热电效应有塞贝克(Seebeck)效应，珀尔帖 (Peltier)效应和汤姆逊(Thomoson)效应
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塞贝克效应
➢ 由两种导体构成的电路开路时，如果接点1、2
分别保持在不同温度T1(低温)和T2(高温)下，则 回路中将产生电动势基热电势。这种现象称为
塞贝克效应。其热电势正比于接点温度T1和T2
之差，即
T1
U=a T • T T TT)称为塞贝克系数。
T2
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珀尔帖效应
➢ 两种不同导体A、B构成回路，接电源。则一个
接点吸热，另一个放热，该现象称为帕尔贴效
应。实质上是塞贝克效应的逆效应。产生的热
量W表示为
W ab I
T1
比例系数称为珀尔帖系数，
I
其大小取决于两种导体的种
正压电效应
逆压电效应
电致伸缩
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压电效应的机理
➢ 结构上不具有对称中心的电介质在外压力作用 下，正负电荷重心不重合，在晶体表面产生异 号束缚电荷，出现压电效应。 压电晶体 含氢铁电体
压电材料 含氧金属酸化物 压电半导体 压电陶瓷
3
压电材料
压电晶体SiO2(石英，水晶)
含氢铁电体
怀化学院
➢ NH4H2PO4, ADP； KH2PO4, KDP；PbHPO4, LHP；PbDPO4, LDP
x
x
T1 T1 T2 T2
I
比例系数 T 称为汤姆逊系数 。
➢ 金属流过电流，棒吸热，电流反向时放热。称 为汤姆逊效应。
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磁光材料的种类
➢ 磁光晶体：稀土石榴石RE3Fe5O12，钆镓石榴 石Gd3Ga5O12，磁光单晶膜，其它磁光晶体如 CdCr2S4，CoCrS4。
➢ 磁光玻璃：铅的氧化物玻璃，砷的三硫化物玻 璃，铽的硼酸盐和磷酸盐玻璃。
➢ 磁光液体：水，丙酮，氯仿和苯等。
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热电材料
在用不同导体构成的闭合电路中，若使其 两结合部出现温度差，则在此闭合电路中 将有电流流过，或产生电势，这种现象称 为热电效应或温差电效应。
压电陶瓷
➢ BaTiO3；Pb(ZrxTi1-x)O3，PZT；PbTiO3
压电材料的应用
➢ 高强度超声波，压电点火器
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热释电材料
热释电效应
➢ 温度变化导致晶体表面产生电荷的现象。 ➢ 具有热释电效应的材料称为热释电体。其前提
是晶体结构具有某些方向上存在固有电矩，即 具有自发极化。 ➢ 压电晶体不一定具备热释电效应，但热释电晶 体中一定存在压电效应。
有机高聚物晶体
➢ 聚偏二氟乙烯 PVDF
热释电材料的应用
➢ 热释电传感器，红外成像焦平面
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电介质 压电体 热释电体 铁电体
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电介质、压电体、热释电体和铁电体的关系
铁电体的特点在于其自发极化方向随外加电场的 方向发生变化
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电光材料
➢ 电光效应是指在外加电场的作用下，介质的光 学性质折射率发生变化的现象。具有电光效应 的介质称为电光材料。
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热释电材料
热释电晶体
➢ 电气石，CaS，CaSe，Li2SO4•H2O，ZnO
铁电晶体
➢ 硫酸三甘肽TGS及改性物，LiTaO3， Sr1-xBaxBaNb2O6，LiNiO3，PbTiO3， Pb(Zr,TiO)3， BaTiO3
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热释电陶瓷
➢ PbTiO3，PbZr1-xTiO3(PZT)及改性物
磁光效应
➢ 光与磁场中的物质作用或光与具有自发磁化特 性的物质发生相互作用后引起的光学特性变化 的现象。磁光效应的本质是在外加磁场和光波 共同作用下产生的非线性极化过程。
➢ 光与磁场中的物质，或光与具有自发磁化强度 的物质之间相互作用所产生的各种现象，主要 包括法拉第效应、科顿-穆顿效应、克尔磁光效 应、塞曼效应和光磁效应。
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功能转换材料
1. 压电材料 2. 热释电材料 3. 光电材料 4. 电光材料 5. 磁光材料 6. 热电材料 7. 声光材料
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压电材料
正压电效应
➢ 在外加应力作用下某些电介质晶体发生应变时 在体内产生正负电荷中心的相对移动，诱发产 生电场的现象。正压电效应 压电效应 逆压电效应(电致伸缩)
➢ BaTiO3；LiNbO3；LiTaO3；BaxSr1-xNbO6； (1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3, PMN-PT； (1-x)Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3, PZN-PT
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压电半导体
➢ CdS，CdSe，ZnO，ZnS，ZnTe，CdTe等， GaAs，GaSb，InAs，InSb，AlN等。
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磁光效应
法拉第效应
➢ 平面偏振光透过(透射光)带磁性的物体，沿着 磁场方向传播时，偏振光发生偏转的现象，又 称磁致旋光效应。
克尔效应
➢ 照射在强磁性介质表面的偏振光，反射出去时 偏振光发生偏转的现象。
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科顿-蒙顿效应
➢ 在强磁场作用下，光的传播方向与磁场垂直时， 一些各向同性的透明磁介质呈现双折射的现象， 又称磁致双折射效应。
光电效应的机理
➢ 介质在外加电场作用下产生电极化，导致其介 电常数发生变化，而介电常数与折射率直接相 关，从而改变介质的折射率。
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电光材料的种类
磷酸二氢钾型晶体
➢ 磷酸二氢钾 KDP，磷酸二氘钾 DKDP，磷酸二 氢铵 ADP，砷酸二氢钾 KDA
钙钛矿ABO3型晶体
➢ LiNbO3(LN)，LiTaO3(LT)； KTaNbO3(KTN)； BaTiO3(BT)；KTaO3(KT)
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闪锌矿AB型晶体
➢ ZnS，CdS，GaAs和CuCl等。
乌青铜型晶体
➢ Sr0.75Ba0.25Nb2O6(SBN)，K3Li2Nb5O15(KLN)， Ba2NbO15(BNN)等
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电光材料的应用
➢ 电光快门 ➢ 电光调制器 ➢ 电光偏转器
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磁光材料p336
类和环境温度，它与塞贝克 A
系数关系为 ab aT •T
B T2
20
汤姆逊效应
怀化学院
➢ 在由一种导体构成的回路中，如果存在温度梯 度 逆的Tx热，效则应当，电即流产I通生过热时的，现导象体。中其也热将效出应现的可大
小与电流I，温度梯度和通电流的时间 t 成
正比，即
Q T • I • T • t
热电效应有塞贝克(Seebeck)效应，珀尔帖 (Peltier)效应和汤姆逊(Thomoson)效应
18
怀化学院
塞贝克效应
➢ 由两种导体构成的电路开路时，如果接点1、2
分别保持在不同温度T1(低温)和T2(高温)下，则 回路中将产生电动势基热电势。这种现象称为
塞贝克效应。其热电势正比于接点温度T1和T2
之差，即
T1
U=a T • T T TT)称为塞贝克系数。
T2
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珀尔帖效应
➢ 两种不同导体A、B构成回路，接电源。则一个
接点吸热，另一个放热，该现象称为帕尔贴效
应。实质上是塞贝克效应的逆效应。产生的热
量W表示为
W ab I
T1
比例系数称为珀尔帖系数，
I
其大小取决于两种导体的种
正压电效应
逆压电效应
电致伸缩
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压电效应的机理
➢ 结构上不具有对称中心的电介质在外压力作用 下，正负电荷重心不重合，在晶体表面产生异 号束缚电荷，出现压电效应。 压电晶体 含氢铁电体
压电材料 含氧金属酸化物 压电半导体 压电陶瓷
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压电晶体SiO2(石英，水晶)
含氢铁电体
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➢ NH4H2PO4, ADP； KH2PO4, KDP；PbHPO4, LHP；PbDPO4, LDP
x
x
T1 T1 T2 T2
I
比例系数 T 称为汤姆逊系数 。
➢ 金属流过电流，棒吸热，电流反向时放热。称 为汤姆逊效应。
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磁光材料的种类
➢ 磁光晶体：稀土石榴石RE3Fe5O12，钆镓石榴 石Gd3Ga5O12，磁光单晶膜，其它磁光晶体如 CdCr2S4，CoCrS4。
➢ 磁光玻璃：铅的氧化物玻璃，砷的三硫化物玻 璃，铽的硼酸盐和磷酸盐玻璃。
➢ 磁光液体：水，丙酮，氯仿和苯等。
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热电材料
在用不同导体构成的闭合电路中，若使其 两结合部出现温度差，则在此闭合电路中 将有电流流过，或产生电势，这种现象称 为热电效应或温差电效应。
压电陶瓷
➢ BaTiO3；Pb(ZrxTi1-x)O3，PZT；PbTiO3
压电材料的应用
➢ 高强度超声波，压电点火器
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热释电材料
热释电效应
➢ 温度变化导致晶体表面产生电荷的现象。 ➢ 具有热释电效应的材料称为热释电体。其前提
是晶体结构具有某些方向上存在固有电矩，即 具有自发极化。 ➢ 压电晶体不一定具备热释电效应，但热释电晶 体中一定存在压电效应。
有机高聚物晶体
➢ 聚偏二氟乙烯 PVDF
热释电材料的应用
➢ 热释电传感器，红外成像焦平面
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电介质 压电体 热释电体 铁电体
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电介质、压电体、热释电体和铁电体的关系
铁电体的特点在于其自发极化方向随外加电场的 方向发生变化
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电光材料
➢ 电光效应是指在外加电场的作用下，介质的光 学性质折射率发生变化的现象。具有电光效应 的介质称为电光材料。
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热释电材料
热释电晶体
➢ 电气石，CaS，CaSe，Li2SO4•H2O，ZnO
铁电晶体
➢ 硫酸三甘肽TGS及改性物，LiTaO3， Sr1-xBaxBaNb2O6，LiNiO3，PbTiO3， Pb(Zr,TiO)3， BaTiO3
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热释电陶瓷
➢ PbTiO3，PbZr1-xTiO3(PZT)及改性物
磁光效应
➢ 光与磁场中的物质作用或光与具有自发磁化特 性的物质发生相互作用后引起的光学特性变化 的现象。磁光效应的本质是在外加磁场和光波 共同作用下产生的非线性极化过程。
➢ 光与磁场中的物质，或光与具有自发磁化强度 的物质之间相互作用所产生的各种现象，主要 包括法拉第效应、科顿-穆顿效应、克尔磁光效 应、塞曼效应和光磁效应。
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功能转换材料
1. 压电材料 2. 热释电材料 3. 光电材料 4. 电光材料 5. 磁光材料 6. 热电材料 7. 声光材料
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压电材料
正压电效应
➢ 在外加应力作用下某些电介质晶体发生应变时 在体内产生正负电荷中心的相对移动，诱发产 生电场的现象。正压电效应 压电效应 逆压电效应(电致伸缩)