新闻资讯

返回

压电陶瓷极化与电滞回路

点击次数:1017    更新时间:2021-11-08

  压电陶瓷材料没极化前自由电子是无序排列的;极化处理后,沿极化方向产生剩余极化成为各向异性的多晶体,自由电子趋向一致,压电性大大增强。压电陶瓷材料可以做成任意形状、任意极化方向。极化前后的压电陶瓷材料有着不同的介电常数ε和压电常数d。
 
  设极化前的介电常数:ε11=ε22=ε33。如果沿方向3对压电材料进行极化,另两个电极面垂直于极化方向。极化后的介电常数:ε11=ε22≠ε33,而ε33值比ε11要大得多。
 
  压电陶瓷的压电常数也具有各向异性,沿不同方向压电常数d的值也是不同的。其中沿方向3的值最大,即d33>>d31和d32。如果用电流计测量时,只有d33中有电流,其它两个方向不产生电流。压电陶瓷的极化同磁铁的充磁很类似,充磁前和充磁后的磁场强度会发生很大的变化。
 
  压电陶瓷是多晶体,当其温度高于居里温度Tc时呈立方晶格;而当其温度在居里温度Tc以下时,则呈四方晶格并具有压电性。压电材料在温度Tc时能改变材料内部组织这种现象称为固态相变,Tc称为相变温度,也称居里温度。不同的压电材料,居里温度也会不同。
 
  如BaTiO3的居里温度Tc为120℃,PbTiO3的居里温度是490℃。当温度升高到Tc时,立方晶胞的三个边长相等,即:a=b=c,这时的电荷中心位于立方体中心,压电陶瓷无压电性。当温度低于Tc时,四方晶胞的三个边长不相等,即:a=b。
 
  从极化后的电滞回路曲线可以看出,它和磁滞回路的曲线很相似,所以压电陶瓷也被称为铁电体。经过一次极化后有了剩余极化强度Pr,以后每次极化时,它沿着这条曲线变化。不同的压电材料有不同的电滞回路。