介質(zhì)的電極化響應(yīng)課件

鐵電原理電介質(zhì)材料的研究進(jìn)展電介質(zhì)的唯象理論緒論介質(zhì)的電極化響應(yīng)電介質(zhì)中的電荷轉(zhuǎn)移電介質(zhì)物理學(xué)5.1概述介質(zhì)的電極化固體電介質(zhì)電介質(zhì)物理學(xué)電介質(zhì)：在電場作用下，能建立極化的一切物質(zhì)。通常是指電阻率大于1010·cm的一類在電場中以感應(yīng)而并非傳導(dǎo)的方式呈現(xiàn)其電學(xué)性能的物質(zhì)。電介質(zhì)的主要性能：介電常數(shù)、電導(dǎo)、介電損耗因子、介電強(qiáng)度?？臻g電荷極化松弛極化離子極化電子極化

工頻聲頻無線電紅外紫外極化率或

極化率和介電常數(shù)與頻率的關(guān)系常見的電容器，按其極板的形狀有：平行板電容器、球形電容器和柱形電容器等。按其中的電介質(zhì)分有：真空電容器、空氣電容器、云母電容器、陶瓷電容器，…...按其電容值：可變電容器和固定電容器。5—10玻璃56甘油3—6云母80純水3.1—3.5聚氯乙烯2.0—2.3石蠟2.2—2.5變壓器油1.000585空氣εr電介質(zhì)εr電介質(zhì)幾種常見電介質(zhì)的相對介電常數(shù)按物質(zhì)組成：電介質(zhì)分為無機(jī)電介質(zhì)和有機(jī)電介質(zhì)。按物質(zhì)的聚集態(tài)：則可將電介質(zhì)分為氣體電介質(zhì)、液體電介質(zhì)、固體電介質(zhì)。按物質(zhì)原子排列的有序化分類：可將電介質(zhì)分成晶體電介質(zhì)和非晶態(tài)。按電介質(zhì)電荷在空間分布的情況進(jìn)行分類：分為極性電介質(zhì)和非極性（中性）電介質(zhì)。按電介質(zhì)組成成分的均勻度進(jìn)行分類：又可將電介質(zhì)分為均勻電介質(zhì)和非均勻介質(zhì)電介質(zhì)分類陶瓷電介質(zhì)的主要應(yīng)用：電子電路中的電容元件、電絕緣體、諧振器。某些具有特殊性能的材料，如：具有壓電效應(yīng)、鐵電效應(yīng)、熱釋電效應(yīng)等特殊功能的電介質(zhì)材料在電聲、電光等技術(shù)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。典型的半導(dǎo)體如碘硫化銻(SbSI)、砷化鎵（GaAs）、氧化鋅（ZnO）、硫化鎘（CdS）等也可歸入特殊類型的電介質(zhì)：極性電介質(zhì)——壓電半導(dǎo)體；在高頻電場作用下，甚至金屬薄層也可看成是高損耗的電介質(zhì)。此外溫度足夠高時(shí)，半導(dǎo)體和電介質(zhì)卻成為導(dǎo)體。因此，物質(zhì)電學(xué)性質(zhì)的這種分類是相對的，得隨具體條件而定。無機(jī)材料與有機(jī)材料比較：有機(jī)材料:

便宜、易制成更精確的尺寸；無機(jī)材料:具有優(yōu)良的電性能;室溫時(shí)在應(yīng)力作用下，無蠕變或形變;有較大的抵抗環(huán)境變化能力（特別是在高溫下，塑料常會氧化、氣化或分解）;能夠與金屬進(jìn)行氣密封接而成為電子器件不可缺少的部分。目前的發(fā)展方向：新型器件的研制、提高使用頻率范圍、擴(kuò)大環(huán)境條件范圍，特別是溫度范圍。近年來電介質(zhì)的研究有很大發(fā)展。新型的具有特殊性能的電介質(zhì)材料不斷被發(fā)現(xiàn)和制造出來，電介質(zhì)的應(yīng)用已不僅限于絕緣和儲能方面，而且涉及換能、熱電探測、電光調(diào)制、非線性光學(xué)、光信息存儲和實(shí)時(shí)處理等廣大領(lǐng)域。電介質(zhì)已成為完成和執(zhí)行特殊功能的重要材料。5.2介質(zhì)的電極化響應(yīng)基本概念電介質(zhì)的微觀極化機(jī)制有效場介電弛豫諧振吸收和色散一、基本概念1、電位移和電極化2、宏觀物質(zhì)中的電磁運(yùn)動3、介質(zhì)在交變電場中的損耗介電損耗的形式電介質(zhì)在電場作用下，內(nèi)部通過電流有以下內(nèi)容：電容電流：由樣品的幾何電容充電引起電流（位移電流）；介質(zhì)極化的建立引起電流：與極化松弛等有關(guān)；介質(zhì)的電導(dǎo)（漏導(dǎo)）造成的電流：與自由電荷有關(guān)。能量損耗：松弛極化損耗、電導(dǎo)損耗、離子變形和振動損耗3介質(zhì)在交變電場中的損耗損耗因子在真空中的平行平板式電容器兩極板上加交變電壓V=Voeit，電容上的電流與外電壓相差90o的位相。由Q=CoVV=Q/Co=Idt/CoI=CodV/dt電容上的電流：Io=iCoV兩極板間充入非極性完全絕緣的材料，電容上的電流：I=iCV=irCoV=rIo

如果介質(zhì)有微弱的導(dǎo)電，則其中有一個(gè)與外加電壓相位相同的小電流（I=iCV+GV）通過ViCV設(shè)電導(dǎo)G僅由自由電荷產(chǎn)生，則:G=S/d,由于電容:C=lS/d則電流密度:j=(il+)E=*E=il*E復(fù)電導(dǎo)率*的定義：*=il+復(fù)介電常數(shù)的定義：l*=*/i=l-i/損耗角的定義：tg=損耗項(xiàng)/電容項(xiàng)=/l

得：=ltg（

ltg

僅與介質(zhì)有關(guān)）損耗因子：ltg（其大小作為絕緣材料的判據(jù)）介電松弛或弛豫理想電介質(zhì)實(shí)際電介質(zhì)VQIVQI電荷累積與電流特性

時(shí)間極化強(qiáng)度隨時(shí)間變化的速率與其最終數(shù)值和某時(shí)刻實(shí)際值之差有以下關(guān)系：d(Pt－Po)/dt=[(P－Po)－(Pt－Po)]/Pt－Po=(P－Po)(1－e-t/

)

時(shí)間P理想實(shí)際PoP

r()=+[(0)-]

/(1+i)r′=+[(0)-]

/(1+22)（r()的實(shí)部）r′′=[(0)-]

/(1+22)（r()的虛部）

tg=r′′/r′

其中：(0)-----低或靜態(tài)的相對介電常數(shù)

------時(shí)的相對介電常數(shù)德拜研究了電介質(zhì)的介電常數(shù)r′

、反映介電損耗的r′′、所加電場的角頻率及松弛時(shí)間間的關(guān)系。德拜公式：根據(jù)物理學(xué)經(jīng)典振動理論結(jié)果：

r′=(o2-2)/[(o2-2)+b22]r′′=?/[(o2+2)+b22]在離子極化與電子極化共振頻率處，r′′最大。or′′r′其中：b----為與振動有關(guān)的衰減系數(shù)損耗的原因：由于共振使電流與電壓同位相。離子變形或振動（共振吸收）損耗空間電荷極化松弛極化離子極化電子極化

工頻聲頻無線電紅外紫外極化率或極化率和介電常數(shù)與頻率的關(guān)系考慮自由電荷與束縛電荷的松弛對介電常數(shù)的影響，復(fù)介電常數(shù)普通表達(dá)式：l*=l′-il′′

則：tg=l′′/l′有：=ltg=l′tg=l′′

（=l′′介質(zhì)的等效電導(dǎo)率）真空－++++－－－E－++++－－－－++－－++－+－+－+－+－+－+－+－+－自由電荷+－偶極子束縛電荷（1）

具有一系列偶極子和束縛電荷的極化現(xiàn)象1、極化現(xiàn)象及其物理量二、電介質(zhì)的微觀極化機(jī)制－－－－－－++++++在電場作用下,電介質(zhì)中出現(xiàn)‘電荷’,使電容中的總場強(qiáng)減少，電勢差降低，電容增加；電介質(zhì)表面出現(xiàn)的這種電荷只能在分子范圍內(nèi)移動，與電介質(zhì)是不可分離的，稱為極化電荷或束縛電荷。電介質(zhì)在外電場作用下，其表面甚至內(nèi)部出現(xiàn)極化電荷的現(xiàn)象，叫做電介質(zhì)的極化。－－－+++電極化：在外電場作用下，介質(zhì)內(nèi)的質(zhì)點(diǎn)（原子、分子、離子）正負(fù)電荷重心的分離，使其轉(zhuǎn)變成偶極子的過程?；蛟谕怆妶鲎饔孟?，正、負(fù)電荷盡管可以逆向移動，但它們并不能掙脫彼此的束縛而形成電流，只能產(chǎn)生微觀尺度的相對位移并使其轉(zhuǎn)變成偶極子的過程。偶極子：構(gòu)成質(zhì)點(diǎn)的正負(fù)電荷沿電場方向在有限范圍內(nèi)短程移動，形成一個(gè)偶極子。（2）

物理量電偶極矩：=ql（單位：庫侖·

米）電偶極矩的方向：負(fù)電荷指向正電荷。電偶極矩的方向與外電場的方向一致。質(zhì)點(diǎn)的極化率：=/Eloc

，表征材料的極化能力。局部電場Eloc

：作用在微觀質(zhì)點(diǎn)上的局部電場。介質(zhì)的極化強(qiáng)度P：P=/V單位介質(zhì)體積內(nèi)的電偶極矩總和?；蚴`電荷的面密度。

±-q+qlE偶極子－++++－－－－++－－++－+－+－+－+－+－+－+－+－單位板面上束縛電荷的數(shù)值(極化電荷密度）可以用單位體積材料中總的偶極矩即極化強(qiáng)度P來表示。設(shè)N是體積V內(nèi)偶極矩的數(shù)目，電偶極矩相等于兩個(gè)異號電荷Q乘以間距d，則：P=N/V=Qd/V=Q/A－++－－+P

－Q+Q（3）

介質(zhì)的極化強(qiáng)度與宏觀可測量之間的關(guān)系兩塊金屬板間為真空時(shí)，板上的電荷與所施加的電壓成正比：Qo=CoV兩板間放入絕緣材料，施加電壓不變電荷增加了Q1，有：Qo+Q1=CV相對介電常數(shù)r：介電質(zhì)引起電容量增加的比例。r=C/Co=(Qo+Q1)/Qo電介質(zhì)提高電容量的原因：由于質(zhì)點(diǎn)的極化作用，結(jié)果在材料表面感應(yīng)了異性電荷，它們束縛住板上一部分電荷，在同一電壓下，增加了電容量。結(jié)果：材料越易極化，材料表面感應(yīng)異性電荷越多，束縛電荷也越多，電容量越大，相應(yīng)電容器的尺寸可減小。極板上自由電荷密度：Qo/A=CoV/A=(oA/d)V/A=oE（E---兩極板間自由電荷形成的電場，也即宏觀電場）介電材料存在時(shí)極板上電荷密度D:等于自由電荷密度與束縛電荷密度之和：由：r=(Qo+Q1)/Qo得：r

Qo/A=(Qo+Q1)/A有：roE=(Qo+Q1)/A=DD=oE+P=orE=1E(l---絕對介電常數(shù)）

P=(1－o)E=o(r-1)E電介質(zhì)的電極化率e：束縛電荷和自由電荷的比例，e=P/oE=(r-1)得：P=oeE（作用物理量與感應(yīng)物理量間的關(guān)系）2、極化機(jī)制極化的基本形式：位移式極化--彈性的、瞬間完成的、不消耗能量的極化。非位移式極化--該極化與熱運(yùn)動有關(guān)，其完成需要一定的時(shí)間，且是非彈性的，需要消耗一定的能量。（1）

電子位移極化電子位移極化和電子松弛極化電子位移極化無外電場作用+E電子位移極化±-電子位移極化：在外電場作用下，原子外圍的電子云相對于原子核發(fā)生相對位移形成的極化。在交變電場的作用下，可以將其看作一個(gè)彈簧振子，彈性恢復(fù)力：-kx+-建立牛頓方程：ma=-kx-eEoeit電偶極矩：=-ex=Eoeit{1/[(k/m)o2－2]}e2/m彈性振子的固有頻率：o=(k/m)1/2有：=e

Eloc得：e=[1/(o2－2)]e2/m0e=e2/mo2（靜態(tài)極化率）（2）

離子位移極化離子位移極化：離子在電場的作用下，偏移平衡位置引起的極化。在交變電場作用下，離子在電場中的運(yùn)動設(shè)想為彈簧振子。－++－EX+X-感生的電偶極矩為：

=q(x+－x-)=iEloc正離子受到的彈性恢復(fù)力：-k(x+－x-)負(fù)離子受到的彈性恢復(fù)力：-k(x-

－x+)運(yùn)動方程：

M+a=-k(x+－x-)+qEoeitM-a=-k(x-

－x+)+qEoeit得：M*=M+M-/(M++M-)彈性振子的固有頻率：o=(k/M*)1/2離子位移極化率：e=[1/(o2－2)]q2/M*0靜態(tài)極化率：i=q2/M*o2=q2k（3）

松弛極化松弛質(zhì)點(diǎn)：材料中存在著弱聯(lián)系的電子、離子和偶極子。松弛極化：松弛質(zhì)點(diǎn)由于熱運(yùn)動使之分布混亂，電場力使之按電場規(guī)律分布，在一定溫度下發(fā)生極化。松弛極化的特點(diǎn)：比位移極化移動較大距離，移動時(shí)需克服一定的勢壘，極化建立時(shí)間長，需吸收一定的能量，是一種非可逆過程。（3-1）離子松弛極化結(jié)構(gòu)正常區(qū)

缺陷區(qū)U松U’松U導(dǎo)電離子松弛極化率：

T=q2x2/12kT溫度越高，熱運(yùn)動對質(zhì)點(diǎn)的規(guī)則運(yùn)動阻礙增強(qiáng)，極化率減小。離子松弛極化率比電子位移極化率大一個(gè)數(shù)量級，可導(dǎo)致材料大的介電常數(shù)。（3-2）電子松弛極化電子松弛極化：材料中弱束縛電子在晶格熱振動下，吸收一定能量由低級局部能級躍遷到較高能級處于激發(fā)態(tài)；處于激發(fā)態(tài)的電子連續(xù)地由一個(gè)陽離子結(jié)點(diǎn)，移到另一個(gè)陽離子結(jié)點(diǎn)；外加電場使其運(yùn)動具有一定的方向性，由此引起極化，使介電材料具有異常高的介電常數(shù)。（4）

轉(zhuǎn)向極化轉(zhuǎn)向極化：具有恒定偶極矩的極性分子在外加電場作用下，偶極子發(fā)生轉(zhuǎn)向，趨于和外加電場方向一致，與極性分子的熱運(yùn)動達(dá)到統(tǒng)計(jì)平衡狀態(tài)，整體表現(xiàn)為宏觀偶極矩。轉(zhuǎn)向極化比電子極化率高得多。轉(zhuǎn)向極化在離子晶體中的應(yīng)用－－－－+－－－－+－－－+－－－+－－－－+++++++－+－－－－+－－－－+－－－－+－－－+－－－－++++++++

一對晶格空位的定向無極分子：電介質(zhì)分子的正負(fù)電荷“重心”是重合的CH+H+H+H+甲烷分子正負(fù)電荷“重心”重合有極分子：電介質(zhì)分子的正負(fù)電荷“重心”是不重合的；等量的正負(fù)電荷“重心”互相錯(cuò)開，形成一定的電偶矩，即分子固有電矩。+正電荷“重心”負(fù)電荷“重心”PeHO+H+水分子(4-1)無極分子的位移極化無外電場時(shí)，分子正負(fù)電荷“重心”重合，電介質(zhì)不帶電。加上外電場后，在電場作用下電介質(zhì)分子正負(fù)電荷“重心”不再重合，出現(xiàn)誘導(dǎo)電偶極矩pe+fflE外pee+E外++++++++++++++++++++++++++加上外電場后，由于誘導(dǎo)電偶極矩的出現(xiàn)，在介質(zhì)左右的兩個(gè)端面上出現(xiàn)極化電荷層。++++++++++++++++++++無外電場時(shí)，由于分子的無規(guī)則熱運(yùn)動，所有分子的固有電矩的矢量和平均說來互相抵消，即Σp分子=0，宏觀上不產(chǎn)生電場。(4-2)有極分子的轉(zhuǎn)向極化ffEMp=e×+peE在外電場中有極分子的固有電矩要受到一個(gè)力矩作用；在此力矩作用下，使電矩方向轉(zhuǎn)向和外電場方向一致。加上外電場后，分子的固有電矩受力矩作用而發(fā)生轉(zhuǎn)向(1)，++++++++++++++++++++E外E外++++++++++++++++++++加上外電場后，分子的固有電矩受力矩作用而發(fā)生轉(zhuǎn)向(2)，E外++++++++++++++++++++++++++加上外電場后，分子的固有電矩受力矩作用而發(fā)生轉(zhuǎn)向(3)，在電介質(zhì)左右兩端面上出現(xiàn)極化電荷。（5）

空間電荷極化空間電荷極化：在不均勻介質(zhì)中，如介質(zhì)中存在晶界、相界、晶格畸變、雜質(zhì)、氣泡等缺陷區(qū)，都可成為自由電子運(yùn)動的障礙；在障礙處，自由電子積聚，形成空間電荷極化，一般為高壓式極化。----++++----++++----++++外電場P各種極化形式的比較極化形式極化的電介質(zhì)種類極化的頻率范圍與溫度的關(guān)系能量消耗電子位移極化一切陶瓷直流——光頻無關(guān)無離子位移極化離子結(jié)構(gòu)直流——紅外溫度升高極化增強(qiáng)很弱離子松弛極化離子不緊密的材料直流——超高頻隨溫度變化有極大值有電子位移松弛極化高價(jià)金屬氧化物直流——超高頻隨溫度變化有極大值有轉(zhuǎn)向極化有機(jī)直流——超高頻隨溫度變化有極大值有空間電荷極化結(jié)構(gòu)不均勻的材料直流——高頻隨溫度升高而減小有（6）高介晶體的極化由于金紅石和鈣鈦礦型等晶體的結(jié)構(gòu)和組成的特點(diǎn)，造成E3很大，使其具有高的介電性。設(shè)外電場方向沿晶體z軸，被考察離子周圍的E3

：n2zi2－(xi2+yi2)1E3=———————iEi×——i=1(xi2+yi2+zi2)5/24o式中：i---周圍離子極化率；

Ei---作用于每一個(gè)周圍離子上的局部電場強(qiáng)度；

xi

、yi

、zi---周圍離子相對于球心的坐標(biāo);i---周圍的離子;n---洛淪茲球內(nèi)的周圍離子數(shù).化學(xué)成分為TiO2、晶體屬四方晶系的氧化物礦物，是TiO2的天然同質(zhì)三象中最穩(wěn)定和常見的一種。另兩種變體為銳鈦礦和板鈦礦，前者亦屬四方晶體，但空間群與金紅石不同；板鈦礦則屬正交(斜方)晶系。金紅石晶體結(jié)構(gòu)中氧離子成畸變的六方緊密堆積，陽離子鈦位于變形八面體空隙的中心,組成沿C軸延伸的共棱配位八面體鏈，鏈間由八面體共頂相連。銳鈦礦和板鈦礦的晶體結(jié)構(gòu)與金紅石結(jié)構(gòu)的主要差別，在于每一鈦氧八面體與相鄰八面體間的共棱數(shù)目，在金紅石中為2而在銳鈦礦和板鈦礦中分別為4和3。金紅石常含F(xiàn)e(、Fe(、Nb(、Ta(等,其含量高的分別稱為鐵金紅石、鈮鐵金紅石和鉭鐵金紅石。板鈦礦銳鈦礦金紅石通常呈帶雙錐的柱狀或針狀晶體，柱面上常有縱紋；有時(shí)亦呈粒狀。膝狀雙晶常見；針狀晶體間因雙晶而連生成網(wǎng)狀的稱為網(wǎng)金紅石。金紅石的顯微針狀晶體常被包裹于石英、金云母、剛玉等晶體中；定向分布時(shí)，可使這些礦物晶體產(chǎn)生呈六射星形的光芒。金紅石通常呈紅棕色，富含鈮、鉭的呈黑色，條痕淡棕色，金剛光澤至半金屬光澤。柱面解理清楚。摩斯硬度6.5，比重4.2，富含鈮、鉭的最高可達(dá)5.6。金紅石作為副礦物產(chǎn)于花崗巖、片麻巖、云母片巖和榴輝巖等巖石中，也見于偉晶巖中。在高溫?zé)嵋好}中，它通常與磷灰石共生形成礦床。此外，還見于碎屑巖和砂礦中。金紅石的著名產(chǎn)地有：挪威，瑞典，俄羅斯伊爾門山，澳大利亞的新南威爾士和昆士蘭，美國的弗吉尼亞等。中國江蘇、遼寧、山東、河南、湖北、安徽等省也有產(chǎn)出。晶體由幾種不同性質(zhì)的離子（相互位置不同的同種離子）組成；計(jì)算時(shí)，將其分開計(jì)算，并將同一種離子的極化率和局部電場當(dāng)作一樣；第k種離子在被考察的第k種離子上的內(nèi)建電場為：nk2zi2－(xi2+yi2)1E3kk=kEk

———————×——=kEkCkki=1(xi2+yi2+zi2)5/24o同理：第j種離子在被考察的第k種離子上的內(nèi)建電場為：

E3kj=jEjCkjCkk

、Ckj同種離子間與不同離子間的內(nèi)建電場結(jié)構(gòu)系數(shù)，其值僅取決于晶胞參數(shù)，可正可負(fù)。一個(gè)點(diǎn)偶極子（觀察范圍比兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的距離大的多時(shí)，可以認(rèn)為該偶極子為一點(diǎn)）在其周圍的電場分布+－xzrEx=3psincos/r3Ey=p(3cos2

-1)/r3=0,Ex=Ey=0,Ez=2p/r3

=90o,Ex=Ey=0,Ez=-pr3

例如：+0C－+0B－內(nèi)電場示意圖如果離子A周圍處于B位置上的離子占優(yōu)勢，則作用在A點(diǎn)上的內(nèi)電場與外電場方向一致；如果離子A周圍處于C位置上的離子占優(yōu)勢，則作用在A點(diǎn)上的內(nèi)電場與外電場方向相反。E外A金紅石型晶體的內(nèi)建電場結(jié)構(gòu)系數(shù)中心離子周圍離子Ti4+O2-1Ti4+

2O2-C11=-0.8/a3C21=+18.15/a3C12=+36.3/a3C22=-12.0/a3C11和C22均為負(fù)值，說明同種離子之間都有削弱外電場的作用。C21和C12均為正值，說明異種離子之間都有加強(qiáng)外電場的作用，且值相當(dāng)?shù)拇?，其結(jié)果使氧離子和鈦離子的極化加強(qiáng)，這種加強(qiáng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過同種離子間的削弱，最終使晶體介電常數(shù)加大。分析利用模型計(jì)算金紅石型晶體介電常數(shù)：離子極化的等效離子位移極化率與等效局部電場：在此僅考慮電子極化、離子極化對金紅石型晶體介電常數(shù)的影響討論作用在氧離子上的電場時(shí)，可以假定氧離子沒有位移，僅由鈦離子移動，Ti離子相對于O離子位移了Z=Z1+Z2此時(shí)，Ti離子的等效位移極化系數(shù)為i反過來討論作用在鈦離子上的電場，氧離子的等效位移極化系數(shù)為i/2OTiOE1E2E2Z2Z1當(dāng)將該分子的全部位移折算成某一離子時(shí)，作用于其上的電場（等效局部電場）為(E1+E2)/2假設(shè)“TiO2

”分子在點(diǎn)陣中離子位移極化系數(shù)為i設(shè)鈦離子與氧離子的電子極化率分別為1，2E1=E+P/3o+

1E1

C11

+2E2C12

+(i/2)[(E1+E2)/2]

C12作用于鈦離子與氧離子上局部電場強(qiáng)度E1、

E2

：鈦離子、氧離子的電子極化形成的偶極子對E1的影響氧離子的等效位移極化對E1的影響E2=E+P/3o+

1E1

C21

+2E2C22+i[(E1+E2)/2]

C21材料的極化強(qiáng)度:P=n[1E1

+22E2+i(E1+E2)/2]極化強(qiáng)度：P

=o

（r－1）E

r-1n1+22+i

有：---------×----------——---------------r-2o1-1C11-2C22-iC21對于金紅石：

|C11|

>>

|

C22|r-1n1+22+i

有：---------×----------——---------------r-2o1-2C22-iC21離子位移極化不存在時(shí)：-1n1+22有：---------×----------——----2o1-2C22介電常數(shù)大的晶體所具備的條件：特殊的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)；含有尺寸大、電荷小、電子殼層易變形的陰離子（氧離子）；尺寸小、電荷大易產(chǎn)生離子位移極化的陽離子（如：鈦離子）。三、有效場克勞修斯-莫索蒂方程外加電場E外E1

外加電場E外(物體外部固定電荷所產(chǎn)生。即極板上的所有電荷所產(chǎn)生）構(gòu)成物體的所有質(zhì)點(diǎn)電荷的電場之和E1

（退極化電場，即由材料表面感應(yīng)的電荷所產(chǎn)生）

E宏=E外+E11.宏觀電場：－++++－－－－++－－+－++++－－－2.原子位置上的局部電場Eloc

（有效電場）

Eloc=E外+E1+E2+E3++++++++－－－－－－－+++－－－E外E1E2E3對于氣體質(zhì)點(diǎn)，其質(zhì)點(diǎn)間的相互作用可以忽略，局部電場與外電場相同。對于固體介質(zhì)，周圍介質(zhì)的極化作用對作用于特定質(zhì)點(diǎn)上的局部電場有影響。作用于介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的內(nèi)電場周圍介質(zhì)的極化作用對作用于特定質(zhì)點(diǎn)上的電場貢獻(xiàn)。球外介質(zhì)的作用電場：設(shè)想把假想的球挖空，使球外的介質(zhì)作用歸結(jié)為空球表面極化電荷作用場（洛倫茲場）E2和整個(gè)介質(zhì)外邊界表面極化電荷作用場E1之和。對于平板其值為束縛電荷在無介質(zhì)存在時(shí)形成的電場：由P=Q1/A=oE1得：E1=P/oE1的計(jì)算：假想：有一個(gè)特定質(zhì)點(diǎn)被一個(gè)足夠大的球體所包圍，球外的電介質(zhì)可看成連續(xù)的介質(zhì)，同時(shí)，球半徑比整個(gè)介質(zhì)小得多。介質(zhì)中的其它偶極子對特定質(zhì)點(diǎn)的電場貢獻(xiàn)分為兩部分：球外介質(zhì)的作用E1

＋E2和球內(nèi)介質(zhì)的作用E3洛倫茲場E2的計(jì)算：rO+－Pdrsin空腔表面上的電荷密度：－Pcos黑環(huán)所對應(yīng)的微小環(huán)球面的表面積dS:dS=2rsinrddS面上的電荷為：dq=－PcosdS根據(jù)庫侖定律：dS面上的電荷作用在球心單位正電荷上的P方向分力dF：

dF=－（－PcosdS/4or2

)cos由qE=F1×E=FE=FdE=Pcos2dS/4or2

=(2rsinrd)(Pcos2/4or2

)=Pcos2sin/2or2

d整個(gè)空心球面上的電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場為：

dE由0到的積分洛倫茲場E2

：

E2=P/3oE3為只考慮質(zhì)點(diǎn)附近偶極子的影響，其值由晶體結(jié)構(gòu)決定，已證明，球體中具有立方對稱的參考點(diǎn)位置，如果所有原子都可以用平行的點(diǎn)型偶極子來代替，則E3=0。

Eloc=E外+E1+P/3o=E+P/3o根據(jù)D=oE+P得P

=D－oE=（1－oE=o（r－1）E由Eloc=E外+E1+P/3o=E+P/3o得Eloc=（r

+2）E/3設(shè)介質(zhì)單位體積中的極化質(zhì)點(diǎn)數(shù)等于n，則又有

P=n=nEloc得（r

－1

）/（r+2

）=n/（3o

）上式為克勞修斯-莫索蒂方程3.克勞修斯-莫索蒂方程

克勞修斯-莫索蒂方程的意義：建立了可測物理量r

（宏觀量）與質(zhì)點(diǎn)極化率（微觀量）之間的關(guān)系。克勞修斯-莫索蒂方程的適用范圍：適用于分子間作用很弱的氣體、非極性液體、非極性固體、具有適當(dāng)對稱性的固體。從克勞修斯-莫索蒂方程，討論高介電常數(shù)的質(zhì)點(diǎn)：（r

－1

）/（r+2

）=n/（3o

）（r

－1

）/（r+2

）----r越大其值越大介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)極化率大，極化介質(zhì)中極化質(zhì)點(diǎn)數(shù)多，則介質(zhì)具有高介電常數(shù)。介電常數(shù)的溫度系數(shù)根據(jù)介電常數(shù)與溫度的關(guān)系，電子陶瓷可分為兩大類：非線性的陶瓷介質(zhì)鐵電陶瓷、松弛極化十分明顯的材料。線性的陶瓷介質(zhì)介電常數(shù)的溫度系數(shù)：隨溫度變化，介電常數(shù)的相對變化率，即：

TK=d/dt實(shí)際工作中的方法：TK=(t－o)/o(t－to)一定溫度范圍內(nèi)、溫度每升高1℃時(shí)介電常數(shù)的相對平均變化率。表達(dá)式為:(式中，TKε或αε為介電常數(shù)的溫度系數(shù)，℃-1；ε為介電常數(shù)，F(xiàn)/m；dε為溫度升高后介電常數(shù)的變化量；dt為溫度的升高值，℃)。對陶瓷介質(zhì)材料介電常數(shù)溫度系數(shù)αε也常用TKE或TKε表示。溫度變化范圍通常為-25～+85℃或-55～+125℃。TKε的數(shù)值是材料重要的電參數(shù)，用它可作為許多陶瓷介質(zhì)材料分類的依據(jù)，即有正、負(fù)和零溫度系數(shù)材料之分。不同材料的介電常數(shù)溫度系數(shù)可具有不同的用途。介電常數(shù)的溫度系數(shù)的確定：根據(jù)用途，對其有不同的要求要求為正：濾波旁路和隔直流的電容器；要求為負(fù)：熱補(bǔ)償電容器接近于零：要求電容量熱穩(wěn)定性高和高精度的電子儀器中的電容器。目前的發(fā)展方向：介電常數(shù)的溫度系數(shù)接近于零，高的介電常數(shù)。介質(zhì)在電場中的破壞介質(zhì)的擊穿：外加電場強(qiáng)度超過某一臨界值時(shí)，介質(zhì)由介電狀態(tài)變?yōu)閷?dǎo)電狀態(tài)的現(xiàn)象。介電強(qiáng)度：相應(yīng)的臨界電場強(qiáng)度。熱擊穿熱擊穿的本質(zhì)：處于電場中的介質(zhì)，由于介質(zhì)損耗而受熱；當(dāng)外加電壓足夠高時(shí)，散熱和發(fā)熱從平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)入非平衡狀態(tài)，介質(zhì)的溫度將越來越高，直至出現(xiàn)永久性破壞。９.１.4介電強(qiáng)度電擊穿固體介質(zhì)電擊穿的碰撞電離理論：在強(qiáng)電場作用下，固體導(dǎo)帶中可能因冷或熱發(fā)射存在一些電子，這些電子被加速，獲得動能；高速電子與晶格振動相互作用，把能量傳遞給晶格；上述兩個(gè)過程在一定溫度和場強(qiáng)下平衡時(shí)，固體介質(zhì)有穩(wěn)定的電導(dǎo)；當(dāng)電子從電場中獲得能量大于傳遞給晶格振動能量時(shí)，電子動能越來越大；大到一定值，電子與晶格振動的相互作用導(dǎo)致電離產(chǎn)生新電子，使電子數(shù)目迅速增加，電導(dǎo)進(jìn)入不穩(wěn)定狀態(tài)，發(fā)生擊穿。5.5鐵電原理概述特殊極化鐵電體壓電性鐵電體熱釋電體壓電體介電體5.5.1概述晶體的介電性：電場作用引起電介質(zhì)產(chǎn)生極化的現(xiàn)象.P=(1－o)E=o(r-1)E正壓電效應(yīng)：電介質(zhì)材料在小外力作用下，在某些相對應(yīng)的表面上產(chǎn)生等量異號電荷，由形變產(chǎn)生電極化。P=d（不具有對稱中心的晶體）（水晶、羅息鹽、閃鋅礦）逆壓電效應(yīng)：S=dtE電致伸縮效應(yīng)：電介質(zhì)在大外力作用下，需考慮非線性項(xiàng)。S=vE2熱釋電效應(yīng)：在熱平衡條件下，電介質(zhì)因自發(fā)極化要產(chǎn)生表面束縛電荷，這種電荷被來自空氣中附集于電介質(zhì)表面上的自由電荷所補(bǔ)償，其電不能顯現(xiàn)出來，當(dāng)溫度發(fā)生變化，由溫度變化引起電介質(zhì)的極化狀態(tài)的改變不能及時(shí)被來自電介質(zhì)表面上的自由電荷所補(bǔ)償，使電介質(zhì)對外顯電性。Ps=pT（具有自發(fā)極化的晶體）.鐵電性：在一定溫度范圍內(nèi)具有自發(fā)極化，在外電場作用下，自發(fā)極化能重新取向，電位移矢量與電場強(qiáng)度間的關(guān)系呈電滯回線特征。（具有自發(fā)極化的晶體）.5.5.2特殊極化+++---+++------++++-±未加應(yīng)力加應(yīng)力不產(chǎn)生極化加應(yīng)力產(chǎn)生極化，正負(fù)電荷中心分開(1)不具有自發(fā)極化特性，但為不對稱中心結(jié)構(gòu)，在外力的作用下，產(chǎn)生極化。++----++未加應(yīng)力加應(yīng)力正負(fù)電荷中心不分開，不產(chǎn)生極化結(jié)構(gòu)含有正負(fù)離子(2)含有對稱中心的結(jié)構(gòu)-±(3)無對稱中心，且本身具有自發(fā)極化特性的結(jié)構(gòu)--+++---++--++++++--++++極化軸C-++--+纖鋅礦(ZnS)結(jié)構(gòu)在（010）上投影表示晶體極性鏈的兩種方法具有極性軸或結(jié)構(gòu)本身具有自發(fā)極化的結(jié)構(gòu)-+-+固有偶極子正電荷層與負(fù)電荷層交替排列-+-+-+-+電介質(zhì)的極化強(qiáng)度與施加電場呈正比：

P=oeE鐵電體的極化強(qiáng)度不與施加的電場成線性關(guān)系，并具有明顯的滯后。二者典型的關(guān)系如下圖：1.鐵電體5.5.3鐵電體鐵電性：在一定溫度范圍內(nèi)具有自發(fā)極化，在外電場作用下，自發(fā)極化能重新取向，電位移矢量與電場強(qiáng)度間的關(guān)系呈電滯回線特征。P鐵電陶瓷的電滯回線EOABECPrCPsPs：無電場時(shí)單疇的自發(fā)極化強(qiáng)度Pr：剩余極化強(qiáng)度；EC矯頑場場強(qiáng)自發(fā)極化：在某一低溫時(shí)由于熱能所造成的偶極子混亂排列被局部電場所克服，從而產(chǎn)生自發(fā)極化，晶體中每一個(gè)晶胞里存在固有的電偶極矩，形成永久偶極矩。這種電偶極子在無任何外場作用時(shí)自發(fā)排列。極性晶體：具有自發(fā)極化特性的晶體。鐵電體：在一定溫度范圍內(nèi)含有能自發(fā)極化，且自發(fā)極化方向可隨外電場作可逆轉(zhuǎn)動晶體。即具有鐵電性晶體。鐵電晶體的特點(diǎn)：極性晶體、特殊的晶體結(jié)構(gòu)（自發(fā)極化改變方向時(shí)，晶體構(gòu)造不發(fā)生大的畸變）鐵電晶體的兩大類：有序—無序型鐵電體（自發(fā)極化同個(gè)別離子的有序化相聯(lián)系）；位移型鐵電體（自發(fā)極化同一類離子的亞點(diǎn)陣相對于另一類亞點(diǎn)陣的整體位移相聯(lián)系）。２.鐵電相變及鈦酸鋇晶體的鐵電相變鐵電體的位移性理論：自發(fā)極化主要是由晶體中某些離子偏離了平衡位置，使單位晶胞中出現(xiàn)了偶極矩，偶極矩之間的相互作用使偏離平衡位置的離子在新的位置上穩(wěn)定下來，同時(shí)晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生了畸變。由熱運(yùn)動引起的自發(fā)極化（1）鐵電相變???????°°等軸晶系（大于120oC）：晶胞常數(shù)：a=4.01A；氧離子的半徑：1.32A

鈦離子的半徑：0.64A；鈦離子處于氧八面體中，兩個(gè)氧離子間的空隙為：4.01－2×1.32=1.37鈦離子的直徑：2×0.64=1.28（2）鈦酸鋇自發(fā)極化現(xiàn)象鈦酸鋇的結(jié)構(gòu)鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)氧八面體空腔體積大于鈦離子體積，給鈦離子位移的留有余地。較高溫度時(shí)，熱振動能比較大，鈦離子難于在偏離中心的某一個(gè)位置上固定下來，接近六個(gè)氧離子的幾率相等，晶體保持高的對稱性，自發(fā)極化為零。溫度降低，鈦離子平均熱振動能降低，因熱漲落，熱振動能特別低的離子占很大比例，其能量不足以克服氧離子電場作用，有可能向某一個(gè)氧離子靠近，在新平衡位置上固定下來，并使這一氧離子出現(xiàn)強(qiáng)烈極化，發(fā)生自發(fā)極化，使晶體順著這個(gè)方向延長，晶胞發(fā)生輕微畸變，由立方變?yōu)樗姆骄w。????????°°鈦、氧離子的位移固有偶極子自發(fā)極化：這種極化狀態(tài)并非由外電場引起，而是由晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)引起。在這類晶體中，每一個(gè)晶胞內(nèi)存在有固有電矩，通常將這類晶體稱為極性晶體。一般介電極化，是介質(zhì)在外電場作用下引起，沒有外電場，這些介質(zhì)的極化強(qiáng)度為0。BaTiO3

晶體自發(fā)極化的微觀機(jī)理離子位移理論：自發(fā)極化主要是由晶體中某些離子偏離了平衡位置造成的；由于離子偏離了平衡位置，使得單位晶胞中出現(xiàn)了電距，電距之間的相互作用使偏離了平衡位置的離子在新的位置穩(wěn)定下來，與此同時(shí)晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生了畸變；BaTiO3

晶體自發(fā)極化的微觀機(jī)理BaTiO3中氧八面體空腔大于Ti4+離子的體積，Ti4+離子在氧八面體內(nèi)有位移的余地，在較高溫度時(shí)（大于120℃），因?yàn)殡x子熱振動能比較大，Ti4+離子不可能在偏離中心的某一位置固定下來，因此它接近周圍6個(gè)O2-的幾率是相等的，所以晶體結(jié)構(gòu)仍保持較高等對稱性（等軸晶系），晶胞內(nèi)不會產(chǎn)生電距，即自發(fā)極化為0；BaTiO3

晶體自發(fā)極化的微觀機(jī)理當(dāng)溫度降低時(shí)（小于120℃），Ti4+離子的平均熱振動能降低，不足以克服Ti4+和O2-離子間的電場作用，就可能向某一個(gè)O2-離子靠近，在此新的平衡位置上固定下來，發(fā)生自發(fā)位移，并使這個(gè)O2-離子出現(xiàn)強(qiáng)烈的位移極化。結(jié)果使晶體順著這個(gè)方向延長，晶胞發(fā)生輕微的畸變。在Ti4+離子位移的方向，晶軸（c軸）略有伸長，在其他方向（a,b軸）縮短，晶體從立方轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆浇Y(jié)構(gòu)，結(jié)果晶胞中出現(xiàn)了電距，即發(fā)生了自發(fā)極化電疇的形成：許多固有電偶極矩產(chǎn)生自發(fā)平行排列形成一個(gè)疇。無外加電場時(shí)，電疇在晶體中分布雜亂無章，使整個(gè)晶體表現(xiàn)為電中性，宏觀上無極性。外電場作用時(shí)，沿電場方向極化疇長大，逆電場方向的疇消失，其它方向分布的電疇轉(zhuǎn)到電場方向，極化強(qiáng)度隨外加電場的增加而增加，一直到整個(gè)結(jié)晶體成為一個(gè)單一的極化疇為止。如再繼續(xù)增加電場只有電子與離子的極化效應(yīng)，和一般電介質(zhì)一樣。由極化軸引起自發(fā)極化的晶體，這種晶體的內(nèi)部電場很強(qiáng)，外電場的作用并不能改變晶體的極化強(qiáng)度，也不能改變其方向，所有質(zhì)點(diǎn)的偶極矩都平行，這樣的熱釋電體大部分為一個(gè)電疇。由熱運(yùn)動引起的自發(fā)極化的晶體，產(chǎn)生多疇，有居里點(diǎn)和電滯回線等特性，這類晶體具有熱釋電性和鐵電性。兩種極性（自發(fā)極化）晶體的比較：

介電晶類（32種）不具有對稱中心的晶類（21種）其中壓電晶類（20種）極性晶類（熱釋電晶類）（10種）1，2，3，4，6，m，mm2.4mm,3m,6mm

非極性晶類（11種）222,-4,-6,23,423(不具有壓電性）,-43m,422,-42m,32,622,-6m2

具有對稱中心的晶類（11種）-1,2/m,4/m,-3,6/m,m3,mmm,4/mmm,6/mmm,m3m,-3m具有壓電性的材料不一定是鐵電體例如：具有壓電性材料又具有鐵電性的材料BaTiO3

、Pb(Zr、Ti)O3、Pb(Co1/3Nb2/3)O3

、Pb(Mn?Sb?)O3

、Pb(Sb?Nb?)O3。----石英、閃鋅礦（ZnS)僅有鐵電性。BaTiO3

晶體的結(jié)構(gòu)120℃以上120～5℃5～-90℃-90℃以下（3）BaTiO3鐵電相變相變溫度：體系中相發(fā)生變化的溫度；一種材料可以具有多個(gè)相變溫度；居里溫度（Curietemperature）：當(dāng)溫度升高時(shí)，鐵電體的自發(fā)極化消失，從鐵電相轉(zhuǎn)變?yōu)榉氰F電相（順電相）的臨界溫度，Tc。一種材料只有一個(gè)居里溫度；居里溫度以上，疇消失，原子電距由有序變?yōu)闊o序；居里溫度由材料的化學(xué)組份和晶體結(jié)構(gòu)決定；BaTiO3陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)BaTiO3陶瓷是由許多微小的鈦酸鋇晶粒構(gòu)成的集合體；每個(gè)晶粒內(nèi)部都有自發(fā)極化形成的一個(gè)個(gè)電疇；晶粒與晶粒之間存在晶界，是陶瓷與單晶的主要區(qū)別；晶界效應(yīng)：表現(xiàn)出各種不同的半導(dǎo)體特性；BaTiO3基陶瓷顯微結(jié)構(gòu)示意圖外電場作用下電疇的變化BaTiO3陶瓷在外電場E作用時(shí)電疇和外形尺寸的變化（a）BaTiO3基陶瓷的原始狀態(tài)，各晶粒電疇的總電矩（∑Ps）為零；（b）加上直流電場E后，各晶粒的自發(fā)計(jì)劃都大致沿電場方向取向，沿電場方向伸長，與電場垂直方向收縮；（c）去掉電場，各晶粒的自發(fā)計(jì)劃的向量和∑Ps=Pr，此時(shí)縱向仍有剩余伸長，橫向仍有剩余收縮。電滯回線的影響因素(1)極化溫度對電滯回線的影響

極化溫度較高時(shí)電疇運(yùn)動容易，只需要較低的極化電壓就可使極化強(qiáng)度達(dá)到飽和及轉(zhuǎn)向，因而矯頑場強(qiáng)和飽和場強(qiáng)都小，其電滯回線形狀比較瘦長；

(2)極化時(shí)間和極化電壓對電滯回線的影響

電疇轉(zhuǎn)向需要一定的時(shí)間，時(shí)間適當(dāng)長一點(diǎn)，極化就可以充分些，即電疇定向排列完全一些。實(shí)驗(yàn)表明，在相同的電場強(qiáng)度E作用下，極化時(shí)間長的，具有較高的極化強(qiáng)度，也具有較高的剩余極化強(qiáng)度。極化電壓對電疇轉(zhuǎn)向有類似的影響。極化電壓加大，電疇轉(zhuǎn)向程度高，剩余極化強(qiáng)度變大；電滯回線的影響因素

(3)晶體結(jié)構(gòu)對電滯回線的影響

同一種材料，單晶體和多晶體的電滯回線是不同的

單晶體的電滯回線很接近于矩形，Ps和Pr很接近，而且Pr較高；陶瓷的電滯回線中Ps與Pr相差較多，表明陶瓷多晶體不易成為單疇，即不易定向排列。BaTiO3的電滯回線

BaTiO3

晶體的介電－溫度特性介電常數(shù)隨溫度的變化是非線性的；BaTiO3

晶體的介電常數(shù)很高；在a軸方向測得的數(shù)值遠(yuǎn)高于在c軸方向測得的數(shù)值：說明在電場作用下，BaTiO3

中的離子沿a軸方向具有更大的可動性；在相變溫度附近，介電常數(shù)均具有峰值，在居里溫度Tc下峰值最高，這與相變溫度附近離子具有較大可動性，在電場作用下易使晶體中的電疇沿電場方向取向有關(guān)；BaTiO3陶瓷的介電特性居里－外斯定律在居里溫度以上（此時(shí)BaTiO3晶體的自發(fā)極化和電疇結(jié)構(gòu)已經(jīng)消失），隨著溫度的升高，介電常數(shù)隨溫度T的變化服從居里－外斯（Curie-weiss）定律：式中，T0為居里－外斯溫度，對于BaTiO3，Tc－T0＝10～11℃；K為居里常數(shù)，對于BaTiO3，K≈（1.6～1.7）×105／℃；ε0為電子極化對介電常數(shù)的貢獻(xiàn)，所占比例較小，可忽略；BaTiO3陶瓷的介電特性純鈦酸鋇陶瓷的介電常數(shù)在室溫時(shí)約為1400；而在居里點(diǎn)附近，介電常數(shù)增加很快，可高達(dá)6000～10000；室溫下介電常數(shù)隨溫度變化比較平坦，可用來制造小體積大容量的陶瓷電容器；在實(shí)際制造中需要解決調(diào)整居里點(diǎn)和居里點(diǎn)處介電常數(shù)的峰值問題，即“移峰效應(yīng)”和“壓峰效應(yīng)”；移峰效應(yīng)在鐵電體中引入某種添加物生成固溶體，改變原來的晶胞參數(shù)和離子間的相互聯(lián)系，使居里點(diǎn)向低溫或高溫方向移動；移峰的目的：在工作溫度下（室溫附近）使材料的介電常數(shù)和溫度的關(guān)系盡可能平緩，即要求居里點(diǎn)遠(yuǎn)離室溫溫度；如：加入PbTiO3可使BaTiO3的居里溫度升高；壓峰效應(yīng)在鐵電體中引入某種添加物生成固溶體，使居里點(diǎn)處的介電常數(shù)峰值受到壓抑并展寬，即降低ε～T非線性，使工作狀態(tài)相應(yīng)于ε～T平緩區(qū)；機(jī)理：加入非鐵電相，破壞原來的內(nèi)電場，是自發(fā)極化減弱，鐵電性減??；壓峰劑或展寬劑反鐵電陶瓷在轉(zhuǎn)變溫度以下，鄰近的晶胞彼此沿反平行方向自發(fā)極化，所以宏觀上無剩余極化強(qiáng)度；無電滯回線；外加一定電場將誘導(dǎo)反鐵電相向鐵電相轉(zhuǎn)變，并呈現(xiàn)雙電滯回線；可作儲能器

在足夠大的電場作用下，從反鐵電相轉(zhuǎn)變?yōu)殍F電相，儲存電能的過程；當(dāng)電場減小或取消時(shí)，鐵電相變成反鐵電相，釋放電能的過程；3.鐵電體的性能及應(yīng)用電滯回線介電特性非線性晶界效應(yīng)（1）性能（2）應(yīng)用熱釋電材料的應(yīng)用透明鐵電材料的應(yīng)用鐵電電容器的應(yīng)用獨(dú)石電容器結(jié)構(gòu)圖陶瓷介質(zhì)中間Ni電極底層Ag電極PbAg內(nèi)電極片式結(jié)構(gòu)外層純Sn電極帶引線結(jié)構(gòu)環(huán)氧包封鍍錫銅線印刷電極壓電效應(yīng)：正壓電效應(yīng)：在極性晶體上施加壓力、張力、切向力時(shí)，則發(fā)生與應(yīng)力成比例的介質(zhì)極化，同時(shí)在晶體兩端將出現(xiàn)正負(fù)電荷。逆壓電效應(yīng)：在極性晶體上施加電場引起極化，則將產(chǎn)生與電場強(qiáng)度成比例的變形或機(jī)械應(yīng)力。1.壓電效應(yīng)5.２.4壓電性極化方向+++++－－－－－－－－－－－－+++++++極化方向+++++－－－－－－－－－－－－++