Эффекты размытия фазовых переходов в сегнетоэлектрических перовскитах
Термодинамическая теория фазовых переходов, систематика физических свойств перовскитов. Сглаженная зависимость диэлектрической проницаемости от температуры в окрестности переходов. Кристаллографическое описание полей напряжений вблизи краев дислокаций.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.06.2017 |
| Размер файла | 381,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Эффекты размытия фазовых переходов в сегнетоэлектрических перовскитах
Л.А. Кладенок
За последние годы достигнуты серьезные успехи в этой области. Уточнена и развита термодинамическая теория фазовых переходов второго рода, создана теория подобия, проведены расчеты конкретных моделей, в том числе модели Изинга, успешно развивается плодотворная идея «мягкой» моды, определены критические индексы для различных веществ и т. д. [10]
Систематика физических свойств перовскитов, проведенная в работах проведенная в работах [1-3], показывает, что для всех реальных сегнетоэлектрических объектов (монокристаллов, керамики, тонких пленок) характерно то или иное размытые фазовых переходов. Для сегнетоэлектриков с размытыми фазовыми переходами, прежде всего, характерна сглаженная зависимость диэлектрической проницаемости от температуры в окрестности фазовых переходов [9,10].
фазовый переход перовскит диэлектрический
Таблица 1. Различия сегнетоэлектриков по размытию фазовых переходов
|
Свойства |
Нормализованные сегнетоэлектрики |
Релаксоры |
||
|
Фазовые переходы I рода |
Фазовые переходы II рода |
|||
|
Температурная зависимость диэлектрической проницаемости |
Зависимость на рис.1,а в окрестности |
Зависимость на рис.1,б в окрестности |
Широкий раз-мытый максимум в окрестности |
|
|
Частотная зависимость диэлектрической проницаемости |
Слабая зависимость от частоты измерительного поля |
Сильная зависимость от частоты измерительного поля (рис.1,в) |
||
|
Поведение диэлектрической проницаемости при |
Выполнение закона Кюри-Вейса |
Квадратичный (или иной закон) Кюри-Вейса |
||
|
Остаточная поляризация, |
Большое значение со скачком при (рис.1,а) |
Большое значение без скачка при (рис.1,б) |
Малые значения |
|
|
Рассеяние света |
Сильная анизотропия |
Очень слабая анизотропия |
||
|
Изменение структуры |
Скачкообразное изменение спонтанной деформации ячейки при ФП |
Монотонные изменения спонтанной деформации ячейки при ФП |
Отсутствие спонтанной деформации ячейки в широкой окрестности |
|
|
Тепловое расширение |
Скачкообразное изменение при фазовых переходах |
Монотонное изменение при фазовых переходах |
Аномалии зависимости при температурах |
Если в классических сегнетоэлектриках (типа , и т.п.) реальное состояние кристаллов, обусловленное разного типа дефектами, приводит к незначительным эффектам размытия, то в системах твердых растворов и сложных оксидов эти эффекты являются неотъемлемым физическим свойством. Свои особенности размытия фазовых переходов имеются и в сегнетоэлектриках-релаксорах. В таблице и на рисунке приведены отличительные признаки этих групп сегнетоэлекриков.
Хорошо видно, что основное отличие сегнетоэлектриков-релаксоров состоит в сильных частотных зависимостях диэлектрической проницаемости.
В случае твердых растворов типа A(B'B'')O3 размытые фазовых переходов полагается как результат беспорядка в размещении атомов B' и B'' [1]. При этом в кристаллах появляются полярные микрообласти с разными, но близкими TC, что и приводит к размытию фазовых переходов. С другой стороны, в малого размера кристаллах, дефектных кристаллах, тонких пленках природа размытия фазовых переходов, наиболее вероятно, связана с дефектами. Ранее была предположена феноменологическая модель, связывающая размытие фазовых переходов со структурными дефектами [4-5]. Аналитические расчеты, основанные на Фурье-анализе, довольно приближены и могут быть использованы лишь при учете только линейных дислокаций.
Пользуясь кристаллографическим описанием полей напряжений вблизи краев дислокаций можно рассчитать относительные изменения объема модельных кластеров внутри кристалла, что позволяет определит смещение локальной TС, подобно тому, как это делается для воздействия гидростатических давления в соотношении [6]:
где (для ); - модуль сжимаемости (для ).
В работе [7, 8] представлены результаты расчетов распределения локальных температур Кюри для различных плотностей дислокации.
Таким образом, показано, что размытые фазовые переходы в BaTiO3 может быть обусловлено разными степями несовершенства кристаллов, связанных с линейными дислокациями.
Рис. Особенности фазовых переходов в сегнетоэлекриках: а - фазовые переходы I рода; б - фазовые переходы II рода; в - в сегнетоэлктриках-релаксорах.
Литература
1. Смоленский Г.А., Боков В.А., Исупов В.А. и др. Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики // Л. 1971., С.476
2. Cross L.E. // Ferroelectrics. 1987. V.76. P.241-267
3. Skulski R. The diffusion of the phase transitions in the selected groupsof ferroelectrics and relaxors. Katowice, 1999., P.345.
4. Захарченко И.Н., Дудек Ю., Дудкевич В.П. и др. // Рукопись деп. ВИНИТИ. 1985. № 2956 - В88. P.423.
5. Surowiak Z., Margolin A.M., Birukov S.V. et al/ // Inzynieria materialova. 1988. V.4. P. 87-95.
6. Блинц P., Жекш Б. Мягкие моды в сегнетоэлектриках и антисегнетоэлекриках. М. 1975., С.398.
7. Skulski R. // Mater. Sci. and Engineering. 1999. V.B64. P.39-43.
8. Ляпин А.А., Кадомцев М.И., Тимофеев С.И. Исследование деформирования частично заглубленного фундамента при гармоническом воздействии с использованием МКЭ- // «Инженерный вестник Дона», 2011,№4.-Режим доступа: http://www.ivdon.ru/magazine/ archive/n4y2011 /700 (доступ свободный) - Загл. с экрана. - Яз. Рус.
9. Снежков В.И., Столбовская Н.Н. , Камошенкова Е.В. , Корабельников Г.Я. Направления повышения конкурентоспособности коммерческих банков на рынке автокредитования в Ростовском регионе- // «Инженерный вестник Дона», 2012, №4 (часть 2).-Режим доступа: http://ivdon.ru/magazine/ archive/n4p2y2012/1315 (доступ свободный) - Загл. с экрана. - Яз. рус.
10. Смоленский Г.А. Научная сессия Отделения общей физики и астрономии академии наук СССР совместно с Отделением физико-технических и математических наук Академии наук Молдавской ССР - Кишинев, 1973 г., С. 331-351
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Отклонение газов от идеальности. Формула Ван-дер-Ваальса. Термодинамические величины классической плазмы. Критические явления при фазовых переходах. Фазовые переходы и метастабильные состояния. Кинетика фазовых переходов и проблема роста квазикристаллов.
реферат [555,8 K], добавлен 07.02.2016Применение теории перколяции (возникновения бесконечных связных структур) в процессах гелеобразования, для описания магнитных фазовых переходов и в исследованиях газочувствительных датчиков. Определение порога протекания как размера критического кластера.
реферат [30,7 K], добавлен 09.06.2011Достижение упорядоченности путем избавления системы от тепловой энергии. Агрегатные состояния вещества: твердое, жидкое и газообразное. Организация атомов в кристаллах, свойства сверхпроводимости и магнетизма. Ферромагнетики в условиях фазовых переходов.
реферат [475,1 K], добавлен 26.09.2009Понятие и предмет термодинамики. Определение объемного состава и средней молярной массы смеси, а также вычисление парциальных объемов компонентов. Характеристика фазового равновесия и фазовых переходов. Основы введения в химическую термодинамику.
контрольная работа [328,4 K], добавлен 29.03.2015Понятие диэлектрической проницаемости как количественной оценки степени поляризации диэлектриков. Зависимость диэлектрической проницаемости газа от радиуса его молекул и их числа в единице объема, жидких неполярных диэлектриков от температуры и частоты.
презентация [870,1 K], добавлен 28.07.2013Кристаллическая структура и магнитные свойства манганитов. Теплоемкость манганитов в области фазовых переходов. Основные результаты исследования температурной зависимости теплоемкости монокристаллов системы в различных магнитных полях и их обсуждение.
курсовая работа [795,4 K], добавлен 21.05.2019Термодинамические процессы в сухом и влажном воздухе. Термодинамические процессы фазовых переходов. Уравнение Клаузиуса-Клапейрона. Уравнение переноса водяного пара в атмосфере. Физические процессы образования облаков. Динамические процессы а атмосфере.
реферат [487,9 K], добавлен 28.12.2007Использование событийного моделирование в описании поведения большого количества модельных частиц. Классификация потенциалов взаимодействия, быстродействие алгоритмов. Решение задач фильтрации, конденсации, фазовых переходов, поведения мультиагентов.
учебное пособие [883,9 K], добавлен 13.02.2011Теория электрической проводимости и методика её измерения. Теория диэлектрической проницаемости и методика её измерения. Экспериментальные исследования электрической проводимости и диэлектрической проницаемости магнитной жидкости.
курсовая работа [724,5 K], добавлен 10.03.2007Распространение идеи симметрично-физических переходов на полеволновой процесс. Образование электромагнитных свойств у более симметричной ЭМВ. Трактовка светового диапазона продольных ЭМВ. Симметрийно-физический переход в полеволновом процессе.
статья [34,6 K], добавлен 29.10.2006Понятие молекулярной связи как самой непрочной, ее сущность и особенности. Зависимость эффекта дипольной поляризации в вязкой среде от увеличения ее температуры. Зависимость диэлектрической проницаемости тел от структурных особенностей диэлектрика.
контрольная работа [19,8 K], добавлен 06.04.2009Концепция фазовых проницаемостей, ее сущность и содержание, методы определения. Определение главных факторов, влияющих на фазовые проницаемости коллекторов нефти и газа, направления использования полученных в результате исследований данных веществ.
курсовая работа [344,0 K], добавлен 04.05.2014На примере механического воздействия на тело даётся представление о симметрийно-физических переходах в природных явлениях. Распространение идеи переходов на магнитостатику предсказывает существование потенциального магнитного поля.
статья [59,7 K], добавлен 10.06.2006Диэлектрики – вещества, обладающие малой электропроводностью, их виды: газообразные, жидкие, твердые. Электропроводность диэлектриков; ее зависимость от строения, температуры, напряженности поля. Факторы, влияющие на рост диэлектрической проницаемости.
презентация [1,4 M], добавлен 28.07.2013Анализ изменений емкости и диэлектрической проницаемости двухполюсника в зависимости от резонансной частоты, оценка закономерности. Применение измерителя добротности ВМ-560, порядок его калибровки. Построение графиков по результатам проведенных измерений.
лабораторная работа [426,0 K], добавлен 26.04.2015Поведение полей напряжений в окрестности концентраторов дефектов и неоднородностей среды, полостей и включений. Теоретическое решение задачи Кирша. Концентрации напряжений. Экспериментальный метод исследования напряжённо-деформированного состояния.
контрольная работа [1,4 M], добавлен 24.03.2011Квантование магнитного потока. Термодинамическая теория сверхпроводимости. Эффект Джозефсона как сверхпроводящее квантовое явление. Сверхпроводящие квантовые интерференционные детекторы, их применение. Прибор для измерения слабых магнитных полей.
контрольная работа [156,0 K], добавлен 09.02.2012Воспроизведение амплитуды и фазы световых волн с помощью голографии, выход за пределы возможностей линзовых и зеркальных оптических систем. Экспериментальные исследования возможностей применения фазовых модуляторов света для решения прикладных задач.
дипломная работа [5,9 M], добавлен 17.09.2012История исследований физических процессов в квантовых структурах. Особенности взаимодействия электромагнитного поля с электронами. Правила отбора для внутризонных переходов в квантовых ямах. Собственные значения и собственные функции гамильтониана Рашбы.
дипломная работа [378,5 K], добавлен 24.03.2012Теория температурных полей: пространственно-временные распределения температуры и концентрации растворов. Модель физико-химического процесса взаимодействия соляной кислоты и карбонатной составляющей скелета. Методы расчётов полей температуры и плотности.
автореферат [1,3 M], добавлен 06.07.2008
