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什么是铁电材料?
铁电材料是具有铁电性的材料。铁电性是指材料具有自发电极化的能力。这种极化可以通过施加外部电压来逆转电场在相反的方向(下图1)。铁电性(铁电材料)是瓦拉塞克于1921年发现的罗谢尔盐。
铁电材料的极性通过外部电场的应用被称为“开关”。
即使去除电场，铁电材料也能保持极化。铁电材料有一些相似之处铁磁材料，显示永久磁矩。的磁滞回线这两种材料几乎是一样的。
由于有相似之处，两种材料的前缀是相同的。但是所有的铁电材料都不能含有Ferro(铁)。
所有的铁电材料展示压电效应。这些材料的相反性质在反铁磁材料中可以看到。
铁电材料理论
铁电材料的自由能基于金堡-朗道理论电场任何施加的应力都可以写成泰勒展开。用P(序参数)表示为
(如果使用六阶展开)
Px→极化矢量的分量x
Py→极化矢量y的分量
Pz→极化矢量z的分量
α我,αij,αijk→系数应与晶体对称性一致。
α0> 0,α111> 0→表示所有铁电体
α11< 0→铁电体具有一级跃迁
α0> 0→铁电体具有二级跃迁
为了研究铁电体中的不同现象和畴的形成，这些方程被用于相场模型。
通常，在这个自由能方程中加上一些项，如弹性项、梯度项和静电项。
采用有限差分法，在线性弹性约束和高斯定律约束下求解方程组。
由自由能表达式可以得到铁电自发极化的立方到四方相变。
在P =±P处具有双势双能的特征年代。
P年代→自发极化
通过简化，消去负根，代入α11= 0，
极化和磁滞回线
首先，我们取介电材料，给出了周边电场。我们可以看到，偏振总是与应用场成正比，如图2所示。
接下来，当我们使顺电材料极化时，我们得到一个非线性极化。但是，它是字段的函数，如图3所示。
接下来，我们取a铁电材料,和一个电场是给它的。我们得到一个非线性极化。
它也表现出没有外围场的非零自发极化。
我们还可以看到，通过反转外加电场的方向，极化的方向可以被反转或改变。
因此，我们可以说，极化将取决于电场的现在和以前的条件。所得到的滞回线如图4所示。
居里温度
这些材料的性质只在一定的相变温度下存在。超过这个温度，材料将成为准电材料。
也就是自发极化的损耗。这个确定的温度称为居里温度(TC)．
T以上的大部分材料c也会失去压电性。
在非极性、准电态下，介电常数随温度的变化如下所示。
介电常数
ε∞→ε at temperature, T >> TC
→常数
TC→居里点
T→温度
χ→磁化率
CC材料的居里常数
电介质的介电常数和温度特性铁电材料下面表示。
铁电材料的例子
铁电材料的例子:
- BaTiO3.
- PbTiO3.
- 锆钛酸铅(PZT)
- Triglycine硫酸
- PVDF
- 锂钽铁矿等。
铁电材料的应用
铁电材料有很多应用，包括:
