發(fā)布時(shí)間：2021-12-10 01:30

　　基于唯象理論得到的反鐵電體電滯回線的溫度關(guān)系,系統(tǒng)地研究了二階相變反鐵電體在增加和撤消電場(chǎng)過(guò)程中能量釋放的溫度關(guān)系.研究結(jié)果顯示,反鐵電體所釋放的能量密度在溫度譜有兩個(gè)峰,高溫的大峰在順電相,其溫度略高于居里溫度;在反鐵電相的低溫區(qū)還存在一個(gè)小峰:當(dāng)溫度從居里溫度下降時(shí)釋放的能量密度會(huì)逐步增大到峰的頂點(diǎn),之后緩慢下降.該結(jié)論與大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致.吉布斯自由能的兩個(gè)參數(shù)對(duì)可逆能量密度峰的溫度寬度和高度均有重要影響:極化強(qiáng)度二次方的系數(shù)越小能量密度峰的溫度寬度越寬;四次方的系數(shù)越小能量密度峰的高度越高;它們支配了反鐵電體的極化強(qiáng)度、能量特性和介電常數(shù).本文研究了熱力學(xué)參數(shù)對(duì)介電常數(shù)峰與能量密度峰的綜合影響,并發(fā)現(xiàn)兩者存在密切的關(guān)聯(lián)效應(yīng). 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2020,50(06)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

(網(wǎng)絡(luò)版彩圖)反鐵電體的電滯回線.(a)在過(guò)渡區(qū)的變化;(b)在反鐵電相的變化;(c)高電場(chǎng)時(shí)從低溫反鐵電相到高溫順電相的變化

圖3(b),(d),(e)表示β對(duì)可逆儲(chǔ)能(Wre)特性的影響當(dāng)β=2.0時(shí),Wre的峰值達(dá)到了55.6;當(dāng)β=3.0時(shí),Wre的峰值達(dá)到了48.5;而當(dāng)β=4.0時(shí),Wre的峰值只有44.0.因此在實(shí)驗(yàn)中如果能夠盡可能地減小α0和β值,就能獲得溫度穩(wěn)定性好的可逆儲(chǔ)能峰高的反鐵電陶瓷材料.然而判斷鐵電或反鐵電材料的最簡(jiǎn)單方法是測(cè)量它們的介電溫度譜.因?yàn)槠浣殡娞匦砸彩鞘堞?和β支配的,如式(9)所示.圖4給出了介電常數(shù)ε與Wre的比較.過(guò)渡區(qū)的寬度對(duì)介電常數(shù)的影響較大(Tj=Tc-JA/α0):當(dāng)α0=0.9,0.6,0.3時(shí),Tj=303.3,305,310 K.圖4(a)顯示介電峰的位置基本靠近Tj值,然而各峰的寬度卻不相同:α0越小Wre峰越寬,介電峰右移得越多,但Wre峰右移得更明顯,峰型更寬,峰的高度基本不變.

分別考慮反鐵電耦合時(shí)正反偶極子對(duì)電場(chǎng)的不同響應(yīng),得到了反鐵電體的電滯回線.在此基礎(chǔ)上,本文提出了反鐵電過(guò)渡區(qū)的概念:因偶極子間的反鐵電耦合,在高于居里溫度的一段溫度范圍內(nèi)依然保留反鐵電性,并對(duì)其回線特征做了描述.通過(guò)對(duì)二階相變反鐵電體的不可逆儲(chǔ)能特性和介電特性進(jìn)行研究,得到了以下基本結(jié)論.(1)反鐵電體的吉布斯自由能決定了反鐵電體的性質(zhì),包括極化、電滯回線、儲(chǔ)能和介電常數(shù).

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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