壓電、熱釋電與鐵電材料.pptx

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1、壓電、熱釋電與鐵電材料引言電介質(zhì)的基本特征是，在外電場的作用下，電介質(zhì)中要出現(xiàn)電極化，即將原來不帶電的電介質(zhì)置于外場之中，在其內(nèi)部和表面上將會干生出一定的電荷還有一類電介質(zhì)，即使沒有外界電場作用下，內(nèi)部也會出現(xiàn)極化，這種極化稱為自發(fā)極化具有特殊極性方向的電介質(zhì)叫極性電介質(zhì)極性電介質(zhì)因溫度均勻變化而發(fā)生電極化改變的現(xiàn)象稱為電介質(zhì)熱釋電性。鐵電材料是自發(fā)極化可以隨外加電場的反向而反向的熱釋電材料，也就是說凡是鐵電材料必定具有熱釋電性質(zhì)但是熱釋電材料則不一定是鐵電材料。電介質(zhì)分類及其相互關(guān)系鐵電晶體熱釋電晶體(10)壓電晶體(20)介電晶體(32)壓電材料壓電晶體含氧八面體的鐵

2、電晶體含氫鍵的鐵電晶體含層狀結(jié)構(gòu)的鈦酸鉍晶體壓電陶瓷摻雜對陶瓷性能的影響受主雜質(zhì)的介電常數(shù)降低、頻率常量升高、機(jī)械品質(zhì)因數(shù)增大、老化率增大。施主雜質(zhì)的介電常數(shù)升高、機(jī)電耦合因數(shù)增大、機(jī)械品質(zhì)因數(shù)降低、老化率減少。變價(jià)雜質(zhì)的介電常數(shù)降低、頻率常量增大、機(jī)械品質(zhì)因數(shù)升高溫度系數(shù)變小、老化率減小*材料對外場的順度大，性能“軟”，反之則“硬”壓電聚合物聚偏氟乙烯（PVDF）奇數(shù)尼龍壓電復(fù)合材料定義：壓電復(fù)合材料是由兩相或多相材料復(fù)合而成的壓電材料，常見的是由壓電陶瓷和聚合物組成的兩相材料。結(jié)構(gòu)表征：主要參數(shù)有聯(lián)結(jié)型、對稱性、各相的體積占有率及其形狀和尺寸等1-3型壓電復(fù)合材料：壓

3、電陶瓷相一維自我連通，聚合物相三維自我連通。0-3型壓電復(fù)合材料：由均勻分散的壓電陶瓷顆粒與聚合物基體構(gòu)成。與1-3型壓電復(fù)合材料比較，他的制備方法簡單，易于加工，易與水或生物組織實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，宜批量生產(chǎn)壓電材料在信息技術(shù)中的應(yīng)用熱釋電探測器對熱釋電材料的要求三個(gè)優(yōu)值：電流相應(yīng)優(yōu)值Fi=p/c’電壓相應(yīng)優(yōu)值Fv=p/c’ε探測優(yōu)值Fd=p/c’ε(tanδ)1/2主要的熱釋電材料熱釋電材料最重要的應(yīng)用是制作室溫紅外探測器與陣列鐵電材料與應(yīng)用調(diào)制用非線性鐵電晶體電光晶體光折變晶體鐵電型晶體非鐵電型電光晶體化合物半導(dǎo)體有機(jī)光折變材料弛豫性鐵電體基本介電特征：彌散相變頻率色散鐵

4、電電子發(fā)射與鐵電冷陰極材料陰極材料是指在激勵(lì)源作用下能發(fā)射強(qiáng)電子束的特種功能材料。根據(jù)激勵(lì)源不同，這些陰極材料又可以分為：光陰極熱陰極場陰極快極化反轉(zhuǎn)致電子發(fā)射包括：自發(fā)極化電荷屏蔽快極化反轉(zhuǎn)屏蔽電荷發(fā)射鐵電制冷材料鐵電制冷利用的是電介質(zhì)材料的電生熱效應(yīng)——在絕熱條件下，對電介質(zhì)材料施加外場時(shí)溫度發(fā)生改變的現(xiàn)象。鐵電聚合物和鐵電液晶液晶按結(jié)構(gòu)可以分為：絲狀相螺旋狀相層狀相鐵電薄膜鐵電薄膜——具有鐵電性，且厚度在數(shù)十納米至數(shù)微米的薄膜材料，叫鐵電薄膜鐵電薄膜的制備：濺射法溶膠—凝膠法化學(xué)氣相沉積法脈沖激光沉積法鐵電薄膜的應(yīng)用重要的鐵電薄膜材料鐵電薄膜材料4種：含氧八面體含氫

5、鍵含氟八面體含其他離子基團(tuán)鐵電薄膜與集成鐵電學(xué)鐵電薄膜存儲器—FRAM與DRAM鐵電隨機(jī)存儲器（FRAM）動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲器（DRAM）其他鐵電薄膜薄膜型熱釋電紅外探測器壓電馬達(dá)與集成鐵電微電子機(jī)械系統(tǒng)鐵電薄膜集成光波導(dǎo)器件鐵電薄膜微波器件光學(xué)超晶格與聲學(xué)超晶格環(huán)境協(xié)調(diào)性壓電鐵電材料鐵電體及相關(guān)材料應(yīng)不含或盡可能少含可能對生態(tài)環(huán)境造成損害的物質(zhì)鐵電體及相關(guān)材料的制備技術(shù)應(yīng)當(dāng)是對生態(tài)環(huán)境損害盡可能小的環(huán)境協(xié)調(diào)技術(shù)由鐵電體及相關(guān)材料做成的制品應(yīng)當(dāng)是依據(jù)環(huán)境協(xié)調(diào)性原則設(shè)計(jì)的,這些制品的加工工藝也應(yīng)是環(huán)境協(xié)調(diào)性的；應(yīng)當(dāng)用環(huán)境協(xié)調(diào)性評價(jià)技術(shù)對鐵電體及相關(guān)材料、有關(guān)制品以及這些制品的加工

6、工藝等進(jìn)行評價(jià)，并使評價(jià)的結(jié)果滿足國際化標(biāo)準(zhǔn)組織（ISO）14000系列文件要求環(huán)境協(xié)調(diào)性壓電陶瓷BiTiO3基壓電鐵電陶瓷BNT基壓電鐵電陶瓷NaNbO3基壓電鐵電陶瓷壓電鐵電材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性制備技術(shù)總的要求：資源能源消耗少和制備加工過程對生態(tài)環(huán)境污染小無機(jī)非金屬材料軟溶液制備技術(shù)SSP使用SSP技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)陶瓷薄膜的沉積、成型、剪切、取向等可進(jìn)一步完成能源、資源消耗小材料制備是在閉環(huán)系統(tǒng)中完成得，易于分離、循環(huán)、回收可以制成任意形狀、任意尺寸的薄膜淀積速率率相對較高工藝技術(shù)具有通用性展望鐵電物理學(xué)仍是一個(gè)十分活躍的研究領(lǐng)域鐵電薄膜異質(zhì)結(jié)構(gòu)將取得重大突破環(huán)境協(xié)調(diào)性鐵電材料

7、研究取得重要突破弛豫性鐵電陶瓷和鐵電單晶的研究將有重要進(jìn)展人工調(diào)制鐵電材料的發(fā)展將進(jìn)一步拓展鐵電材料的應(yīng)用范圍鐵電液晶和鐵電聚合物研究將可能開發(fā)出更多的鐵電體，并發(fā)展更多的應(yīng)用。