壓電陶瓷聽起來很高端,說白了就是一種電子陶瓷材料,具有壓電特性。那么壓電陶瓷的壓電特性是怎么來的?這是壓電陶瓷經(jīng)過了極化,所具有的特性。而極化又是化學當中重要的基本知識點,下面主要針對極化作相關介紹,希望這篇精心整理的文章能夠給有需要的朋友一些最基本的幫助。??
所謂極化,就是在壓電陶瓷上加一強直流電場,使陶瓷中的電疇沿電場方向取向排列,又稱人工極化處理,或單疇化處理。
一、人工極化
在壓電陶瓷上加一足夠高的直流電場,并保持一定的溫度和時間,迫使其電疇轉向,或者說迫使其自發(fā)極化作定向排列。極化前,各晶粒內(nèi)存在許多自發(fā)極化方向不同的電疇,陶瓷內(nèi)的極化強度為零,極化處理時,晶粒可以形成單疇,自發(fā)極化盡量沿外場
方向排列。極化處理后,外電場為零,由于內(nèi)部回復力(如極化產(chǎn)生的內(nèi)應力的釋放等)作用,各晶粒自發(fā)極化只能在一定程度上按原外電場方向取向,陶瓷內(nèi)的極化強度不再為零,這種極化強度,稱為剩余極化強度。
二、極化原理
壓電陶瓷的極化機理取決于其內(nèi)部結構。壓電陶瓷是由一顆顆小晶粒無規(guī)則地“鑲嵌”而成,每個小晶粒可看為一個小單晶,其中原子(離子)都是有規(guī)則(周期性)的排列,形成晶格,晶格又由一個個重復單元—晶胞組成。 晶粒與晶粒的晶格方向不一定相同,從整體看,仍是混亂、無規(guī)則的。 為了使壓電陶瓷處于能量(靜電能與彈性能)最低狀態(tài),晶粒中就會出現(xiàn)若干小區(qū)域,每個小區(qū)域內(nèi)晶胞自發(fā)極化有相同的方向,但鄰近區(qū)域之間的自發(fā)極化方向則不同。自發(fā)極化方向一致的區(qū)域稱為電疇,整塊陶瓷包括許多電疇。