L: tuổi thọ ở nhiệt độ so sánh ví dụ nhiệt độ ứng với cấp chịu nhiệt
3. 2.6 Thủy tinh vơ cơ Thủy tinh
3.3.2 Chất xec-nhet điện
Chất xec-nhet điện là những vật liệu cĩ sự phân cực tự phát, hướng của chúng cĩ sự thay đổi trong điện trường ngồi.
Khi khơng cĩ điện trường ngồi E=0, xec-nhet điện cĩ cấu trúc vùng (domen), đĩ là những vùng lớn cĩ phân cực tự phát. Hướng của các mơmen điện cảm trong mỗi domen khác nhau; tổng phân cực bằng 0. Khi tinh thể cĩ kích thước đủ nhỏ nĩ cĩ thể chỉ cĩ một domen. Tuy nhiên vật liệu cĩ kích thước lớn cĩ thể chia thành tập hợp nhiều domen, vì trạng thái một domen khơng cĩ lợi về mặt năng lượng.
Khi điện trường ngồi E khác 0 mơmen điện của các domen sẽ thay đổi, tạo thành hiệu ứng phân cực rất mạnh; đĩ là do hệ số điện mơi của xec-nhet điện rất cao (cĩ thể đến 100.000). Sự phân cực tự phát cĩ liên quan đến quá trình sinh và tăng các domen mới, vì cĩ sự dịch chuyển các giới hạn của các vùng, kết quả là gây ra sự tái định hướng các vectơ phân cực tự phát theo hướng của điện trường ngồi.
Hệ quả của cấu trúc vùng domen là sự phụ thuộc khơng tuyến tính của cảm ứng điện D vào điện trường ngồi E như hình vẽ 3.18.
Hình 3.18 Đường cong phân cực chính và đường điện trễ của xec-nhet điện . Khi điện trường ngồi E nhỏ, sự phụ thuộc của D và E là tuyến tính (đoạn OA); sự dịch chuyển các giới hạn miền trong quá trình này mang tính thuận nghịch (đàn hồi).
Trong miền điện trường ngồi E đủ lớn (đoạn AB) sự dịch chuyển này khơng cịn mang tính đàn hồi nữa, lúc này số lượng các domen cĩ sự định hướng đa số (cĩ các véc tơ phân cực tự phát tạo thành gĩc nhỏ nhất với hướng của điện trường ngồi ) sẽ tăng
Khi giá trị đạt tương ứng với điểm B, tất cả các domen đều định hướng theo điện trường ngồi(xuất hiện trạng thái bão hồ). Trong đơn tinh thể trạng thái này tương ứng với một vùng trạng thái, đường OAB là đường cong phân cực chính của xec- nhet điện.
Nếu từ trạng thái bão hồ này giảm điện trường ngồi E về 0 thì cảm ứng điện D khơng trở về 0 mà về một giá trị Dr nào đĩ. Khi điện trường ngồi E đổi hướng thì cảm ứng điện D giảm nhanh và đến giá trị nào đĩ của điện trường ngồi thì cảm ứng điện trở về 0, điện trường ngồi Ec tại đĩ cảm ứng điện D đi qua 0 gọi là lực kháng. Tiếp tục tăng điện trường ngồi E thì xec-nhet điện về lại trạng thái bão hồ (điểm C ).
Vậy sự phân cực của xec-nhet điện trong trường biến thiên tạo thành đường điện trễ. Diện tích của đường điện trễ tỷ lệ với tổn hao năng lượng trong điện mơi trong một chu kỳ. Tập hợp các đỉnh vịng điện trễ nhận được ở những giá tri biên độ điện trường xoay chiều khác nhau sẽ hình thành đường phân cực chính của xec-nhet điện. Ứng dụng của xec-nhet điện:
Trong kỹ thuật, xec-nhet điện được sử dụng theo các hướng chính sau: - Sản xuất tụ điện tần số thấp cĩ điện dung cao.
- Sử dụng vật liệu cĩ miền phân cực khơng tuyến tính lớn để khuyếch đại điện mơi, điều biến và điều khiển hệ thống khác .
- Sử dụng xec-nhet điện vào kỹ thuật máy tính vào thành phần bộ nhớ.
- Sử dụng xec-nhet điện và kháng xec-nhet điện để điều biến và biến đổi tia laser - Sử dụng để sản xuất áp điện và biến đổi hoả điện.
Tụ điện gốm xec-nhet điện
Cũng như bất kỳ điện mơi nào để sản xuất tụ điện thơng thường, cần phải cĩ hệ số điện mơi cao và ít phụ thuộc vào nhiệt độ, tổn hao thấp.
Một trong những phương pháp quan trọng để nhận được tính chất tối ưu trong khoảng nhiệt độ cho trước là sử dụng dung dịch rắn. Sự thay đổi nồng độ của các thành phần trong dung dịch rắn cĩ thể điều khiển giá trị hệ số điện mơi, dịch chuyển nhiệt độ Quiri, làm thay đổi phân cực khơng tuyến tính…