掺铈BCT-BZS压电陶瓷的制备与铁电性能研究文献综述

 2021-12-15 09:12

文献综述

1.1压电材料简介压电材料一种是可转换能量(由机械到电或反之亦然)并广泛应用于各种电子设备中的材料[1-4]。

而压电陶瓷是一类极为重要的、世界各国竞相研究开发的功能材料,其应用已遍及人类日常生活及生产的各个角落 ,尤其在信息的检测、转换、处理和储存等信息技术领域占有极其重要的地位。

为了更好地了解压电材料的相关知识,我们就关于压电体的一些基本理论以及压电陶瓷材料的发展及应用作一个简单的概述:1.1.1 压电效应对压电晶体在一定方向上施加一个作用力时,在晶体两端表面会产生数量相等的异号电荷,在一定范围内作用于压电晶体上的力越大,晶体两端表面的正负电荷数量越多,我们称之为正压电效;反之,在一定方向的电场作用下,压电晶体外形发生形变,在一定范围内,外加电场的强度越大,其形变程度越大,我们称之为逆压电效应,如图 1-1 所示[5]。

压电效应描述的是压电材料的弹性与介电性之间的关系,压电材料所具有的这种特有的性质称为压电性。

图 1-1 压电效应机理:(a)常态下;(b)正压电效应;(c)逆压电效应由图 1-1 的正、逆压电效应机理图可知,压电效应是由于晶体在外机械力作用下发生形变,改变了晶体的形状,晶胞内原子的相对位置发生了改变,在晶体表面产生了等量的正负束缚电荷的现象[6,7]。

如果晶体是具有对称中心的结构,当外作用力在一定方向时,晶胞变形导致的原子相对位置的改变并没有破坏其对称中心结构,不会改变内正负电荷的对称排列,所以形变也不会产生净电偶极矩,晶体表面不会产生束缚电荷。

对于不是对称中心结构的晶体,没有外应力作用时单位晶胞内的正负电荷中心重合,在外应力作用下,发生形变后的晶胞内正、负电荷中心仍然是不重合,晶体内部就会产生净电偶极矩。

同理,对于逆压电效应而言,在外电场作用下能不能产生净电偶极矩也是取决于晶体是否对称中心的结构。

所以晶体是否具有压电性,主要取决于晶体结构的对称性。

具有对称中心的晶体不可能产生净电偶极矩,就不具有具有压电性[8-10]。

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