Hvad er ferroelektrisk keramik?

ferroelektrisk keramik er en klasse af krystallinske pyroelektriske materialer mdash;Det vil sige materialer, der bliver elektrisk polariserede, når de afkøles under en bestemt temperatur.Den kritiske temperatur i denne henseende er Curie Point, som måske er bedre kendt som temperaturen over hvilken ferromagnetiske materialer som jern mister deres magnetisme.Udtrykket ferroelektrisk har imidlertid ingen direkte forbindelse med jern.I materialer, der udviser den ferroelektriske virkning, kan polariteten vendes under påvirkning af et elektrisk felt i den passende orientering.Mange keramiske materialer med denne egenskab kan fremstilles ved opvarmning af pulveriserede ingredienser til den krævede temperatur og tillader krystallisation, når materialet afkøles.

Materialer, der udviser denne egenskab, har typisk en perovskitkrystallstruktur, et udtryk, der kommer fra Mineral Perovskite (Catio ₃ ) eller calciumtitanat.Disse forbindelser har den generelle formel ABX ₃ , hvor A er en stor kation, B er en meget mindre kation og X er en anion, normalt ilt.Krystallstrukturen af disse materialer er sådan, at "A" -kationerne danner et kubisk gitter med, inde i hver terning, en "B" -kation omgivet af seks "X" -anioner.Perovskitstrukturer har ikke et symmetricenter, idet "B" -kationen har en tendens til at blive forskudt væk fra midten og mdash;Dette er vigtigt for den ferroelektriske effekt.Eksempler på ferroelektrisk keramik med denne type krystalstruktur er bariumtitanat (Batio ₃ ), bly titanat (PBTIO ₃ ) og kalium niobat (KnBO ₃ ).

”Kations ændrer position inden for krystalgitteret i henhold til feltets orientering og forbliver i disse positioner, når marken er slukket.Dette resulterer i, at materialet bliver elektrisk polariseret.Positionerne for "B" -kationerne kan dog ændres ved at anvende et elektrisk felt med en anden orientering.På denne måde kan ferroelektrisk keramik registrere information og kan derfor bruges til computerhukommelse. En af de vigtigste anvendelser af ferroelektricitet er ferroelektrisk tilfældig adgangshukommelse (FRAM).Dette tilbyder meget hurtig lagring og hentning af data med den fordel, at de lagrede data bevares, når der ikke er nogen strømforsyning.Ferroelektrisk keramik er også meget velegnede til brug i kondensatorer.Flerlags kondensatorer bestående af hundreder af tynde lag med bariumtitanat med trykte elektroder fremstilles i store mængder og har en lang række anvendelser, for eksempel i ultralydsafbildning og infrarøde kameraer med høj følsomhed.Andre applikationer involverer tyndfilm ferroelektrisk keramik, som kan bruges i optiske bølgeledere og optiske hukommelsesdisplay.