Эффекты размытия фазовых переходов в сегнетоэлектриках–релаксорах
Релаксационная поляризация микроскопических полярных областей. Температурно-зависимые коэффициенты по петлям гистерезиса в представлении полиномами. Использование теории Ландау. Результаты расчетов при обработке экспериментальных данных для материалов.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.06.2017 |
| Размер файла | 405,3 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/
РЕФЕРАТ
ЭФФЕКТЫ РАЗМЫТИЯ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ В СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКАХ-РЕЛАКСОРАХ
Одна из актуальнейших проблем современной физики в области исследования фазовых переходов связанна с исследованием сегнетоэлектриков сложного состава со структурой типа перовскита, в которых не наблюдается четкого фазового перехода. В связи с этим появилось новое название сегнетоэлектрик с размытым фазовым переходом. В таких сегнетоэлектриках наблюдается релаксационный характер диэлектрической поляризации в области фазового перехода. Такие опытные факты удается объяснить, если предположить, что размытие фазового перехода обусловлено флуктуациями состава. Согласно этим представлениям различные области кристалла (линейный размер ~100 А) имеют различные температуры Кюри. Предполагается, что релаксация обусловлена 1) движением границ между полярной и неполярной фазами или 2) зарождением и исчезновением полярных областей. Второй механизм был рассчитан в работе, в которой была обобщена теория Дебая на случаи, когда число релаксаторов меняется с температурой (с максимумом: в средней точке Кюри Тср). При таком подходе возникает возможность объяснения различных опытных фактов, например температурной зависимости е [1, 2, 3].
Для эффектов релаксационной поляризации микроскопических полярных областей в сегнетоэлектриках-релаксорах [4, 10] при описывается законом (1)
, (1)
где - константы; m - принимает значение от 1,5 до 2,0 [5,7]. Также отличительным признаком сегнетоэлектриков-релаксаров является существование спонтанной поляризации сопутствующих ей свойств (пьезоэффекта, пироэффекта и др.) при . Отметим, что в этих объектах увеличивается с увеличением частоты измерительного поля.
Таблица. Температурно-зависимые коэффициенты по петлям гистерезиса в представлении полиномами
|
Коэффициенты |
Материалы |
|||
|
PMN |
0.9PMN-0.1PT |
PLZT 12/40/60 |
||
|
A0(Vm/C) |
1,04·108 |
0,17·108 |
5,55·108 |
|
|
A1(Vm/CK) |
-0,79·106 |
-0,21·106 |
-2,67·106 |
|
|
A2(Vm/CK2) |
1,57·103 |
0,53·103 |
3,25·103 |
|
|
B0(Vm5/C3) |
-3,23·109 |
0,29·109 |
8,65·109 |
|
|
B1(Vm5/C3K) |
2,11·107 |
-0,15·107 |
-8,73·107 |
|
|
B2(Vm5/C3K2) |
-3,46·104 |
0,16·104 |
16,6·104 |
|
|
C1(Vm9/C5) |
1,04·1010 |
1,6·109 |
-4,19·1011 |
|
|
C1(Vm9/C5K) |
-5,17·107 |
0 |
2,90·108 |
|
|
C2(Vm9/C5K2) |
8,07·104 |
0 |
-4,51·106 |
|
Коэффициенты |
Материалы |
|||
|
PLZT 9/65/35 |
SBN |
BTS-3.5 |
||
|
A0(Vm/C) |
1,24·108 |
0,14·108 |
1,89·108 |
|
|
A1(Vm/CK) |
-0,62·106 |
-0,12·106 |
-1,27·106 |
|
|
A2(Vm/CK2) |
0,84·103 |
0,26·105 |
2,14·103 |
|
|
B0(Vm5/C3) |
1,38·109 |
-1,97·109 |
4,08·109 |
|
|
B1(Vm5/C3K) |
-1,31·107 |
0,63·107 |
-2,18·107 |
|
|
B2(Vm5/C3K2) |
2,3·104 |
0 |
12,8·104 |
|
|
C1(Vm9/C5) |
1,24·1011 |
4,11·1010 |
-2,17·1013 |
|
|
C1(Vm9/C5K) |
-7,19·108 |
-1,18·108 |
1,57·1013 |
|
|
C2(Vm9/C5K2) |
1,08·106 |
0 |
-2,83·108 |
Рис.2. Гистограмма локальных для различных количеств дислокации в объеме : сплошные линии - аппроксимации распределения функции Гауса; a - 1; б - 10; в - 50; г - 100
В работе [6, 8, 9] подробно анализируется модель, в которой выдвигаются следующие положения:
- в релаксорах существуют микроскопические полярные области, обусловленные неоднородностью распределения атомов разного сорта;
- эти области независимы, т.е. каждая область имеет свой дипольный момент, который может независимо переключиться;
- в ромбоэдрической фазе дипольные моменты могут ориентироваться только в одном из направлений [111].
С использованием термодинамической теории Ландау плотность свободной энергии для сегнетоэлектриков-релаксаров можно записать как (2):
Рис.3. Зависимость полуширины гауссовской функции и числом дислокаций
(2)
Температурно-зависимые коэффициенты A(T), B(T), C(T) могут быть определены по петле гистерезиса в их представлении полиномами (3)
; ; (3)
В таблице приведены результаты таких расчетов при обработке экспериментальных данных для материалов PMN, 0.9PMN-0.1PbTiO3, PLZT 12/40/60, PLZT 9/65/35, SBN и BTS - 3.5.
Во всех рассмотренных материалах в релаксорных фазах величина дипольных моментов уменьшается с увеличением температуры. При увеличении температуры до Tm монодоменный кристалл разбивается на малые полярные области. релаксационный поляризация гистерезис ландау
Этот процесс продолжается до предельной температуры . При более высоких концентрация полярных областей уменьшается, и кристалл становится нормальным параэлектриком.
Литература
1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. Cross L.E. // Ferroelectrics. 1987. V.76. P.241-267
5. Смоленский Г.А., Боков В.А., Исупов В.А. и др. Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики // Л. 1971. С.476.
6. Skulski R. The diffusion of the phase transitions in the selected groupsof ferroelectrics and relaxors. Katowice, 1999, P.345
7. Skulski R. // Mater. Sci. and Engineering. 1999. V.B64. P.39-43.
8. Захарченко И.Н., Дудек Ю., Дудкевич В.П. и др. // Рукопись деп. ВИНИТИ. 1985. № 2956 - В88. с.423.
9. Surowiak Z., Margolin A.M., Birukov S.V. et al/ // Inzynieria materialova. 1988. V.4. P. 87-95.
10. Блинц P., Жекш Б. Мягкие моды в сегнетоэлектриках и антисегнетоэлекриках. М, 1975, с.398
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Диэлектрические параметры и поляризация. Теория среднего поля, моделирование молекул. Плотность энергии слабых связей на границе раздела твердых сред в теории Ландау-де Жена. Реализация метода конечных элементов. Время и гидродинамическое моделирование.
реферат [994,3 K], добавлен 23.12.2013Электрические, тепловые, влажностные и химические свойства диэлектриков. Поляризация мгновенная и протекающая замедленно. Дипольно-релаксационная поляризации. Общее понятие о доменах, сопротивление изоляции. Классификация диэлектриков по виду поляризации.
презентация [964,7 K], добавлен 28.07.2013Изучение научного и жизненного пути Льва Давидовича Ландау - советского физика-теоретика, основателя научной школы и лауреата Нобелевской премии. Личная жизнь и собственная теория счастья. Достижения и награды. Работы в области теоретической физики.
презентация [743,5 K], добавлен 16.10.2013Отклонение 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 07.02.2016Электромагнитная природа света. Понятие поперечности световых волн. Поляризация света, практическое использование полученных знаний при работе с сахариметром. Теоретическая основа использования поляризованного света при микроскопических исследованиях.
методичка [168,1 K], добавлен 30.04.2014Применение 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 09.06.2011Кристаллическая 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 21.05.2019Представления о нанообъектах в физике, химии. Примеры областей существования метастабильного однокомпонентного пара. Потеря монотонности и непрерывности поверхностей фазовых равновесий и спинодальных условий. Эмпирические поверхности скоростей нуклеации.
дипломная работа [440,7 K], добавлен 23.02.2012Естественный, поляризованный свет. Степень поляризации. Закон Малюса. Поляризация при отражении и преломлении. Закон Брюстера. Поляризация при двойном лучепреломлении. Интерференция поляризованных волн. Искусственное двойное лучепреломление. Эффект Керра.
презентация [68,1 K], добавлен 18.04.2013Физический механизм рассеяния отдельной частицей. Взаимное усиление или подавление рассеянных волн. Многократное рассеивание света. Полная интенсивность рассеяния скоплением частиц. Поляризация света при рассеянии. Применение поляризованного света.
курсовая работа [283,2 K], добавлен 05.06.2015Использование 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 13.02.2011Поляризация вакуума как единственный механизм образования материи и информации и их пространственно-временных многообразий. Дифференциальный оператор и его место среди поляризационных векторных. Поляризация пространственно-временных состояний.
контрольная работа [529,7 K], добавлен 23.11.2009Порядок и основные этапы взаимодействия электронов с веществом. Процесс рассеяния электронов, отличительные признаки упругих и неупругих столкновений. Метод Монте-Карло в задачах переноса частиц в веществе. Этапы алгоритма решения поставленной задачи.
реферат [84,4 K], добавлен 23.12.2010История развития и краткое изложение гидродинамической теории смазки, методики использования уравнений этой теории и результаты расчетов. Совершенствование подшипников автомобильных двигателей и анализ их работы методом гидродинамической теории смазки.
реферат [114,5 K], добавлен 15.04.2011Физические основы и практические результаты использования проникающих излучений в технологии ядерного легирования полупроводниковых материалов. Их применение в производстве полупроводниковых приборов, мощных кремниевых диодов, тиристоров и транзисторов.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 08.06.2015Достижение 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 26.09.2009Характеристики поляризованного света. Свойство двойного лучепреломления. Поляризация света при отражении и преломлении. Вращение плоскости поляризации. Сжатие или растяжение кристаллов. Действие магнитного поля. Угол поворота плоскости поляризации.
реферат [972,8 K], добавлен 21.03.2014Понятие 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 29.03.2015Конструкция и область применения различных типов кабеля. Тепловой пробой твердых диэлектриков. Зависимость пробивного напряжения в твердом диэлектрике от частоты. Классификация магнитных материалов и требования к ним. Основные виды поляризации.
реферат [1,3 M], добавлен 04.12.2014Общие характеристики перезаряжаемых источников электрического тока. Конденсаторы с двойным электрическим слоем. Конструкция экспериментальных образцов ионисторов, технология их изготовления. Сравнительная характеристика экспериментальных образцов.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 21.06.2012
