เซรามิก Ferroelectric คืออะไร?

เซรามิก ferroelectric เป็นประเภทของวัสดุ pyroelectric ผลึก mdash;นั่นคือวัสดุที่กลายเป็นขั้วไฟฟ้าเมื่อเย็นลงต่ำกว่าอุณหภูมิเฉพาะอุณหภูมิวิกฤตในแง่นี้คือจุดคูรีซึ่งอาจเป็นที่รู้จักกันดีว่าอุณหภูมิสูงกว่าซึ่งวัสดุ ferromagnetic เช่นเหล็กสูญเสียแม่เหล็กของพวกเขาอย่างไรก็ตามคำว่า ferroelectric ไม่มีการเชื่อมต่อโดยตรงกับเหล็กในวัสดุที่แสดงผล ferroelectric ขั้วสามารถย้อนกลับภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าของการวางแนวที่เหมาะสมวัสดุเซรามิกจำนวนมากที่มีคุณสมบัตินี้สามารถผลิตได้โดยส่วนผสมผงความร้อนให้กับอุณหภูมิที่ต้องการและช่วยให้การตกผลึกเป็นวัสดุเย็นลง

วัสดุที่แสดงคุณสมบัตินี้มักจะมีโครงสร้างผลึก perovskite ซึ่งเป็นคำที่มาจากแร่ perovskite (Catio ₃ ) หรือแคลเซียมไททาเนตสารประกอบเหล่านี้มีสูตรทั่วไป ABX ₃ โดยที่ A เป็นไอออนบวกขนาดใหญ่ b เป็นไอออนบวกที่เล็กกว่ามากและ x เป็นไอออนมักจะออกซิเจนโครงสร้างผลึกของวัสดุเหล่านี้เป็นเช่นนั้นว่า "A" จะสร้างลูกบาศก์ตาข่ายด้วยภายในแต่ละลูกบาศก์ไอออนบวก "B" ที่ล้อมรอบด้วยแอนไอออน "X" หกตัวโครงสร้าง Perovskite ไม่มีศูนย์กลางของความสมมาตรในการที่ไอออนบวก“ B” มีแนวโน้มที่จะถูกแทนที่จากศูนย์กลาง mdash;นี่เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับเอฟเฟกต์ ferroelectricตัวอย่างของเซรามิก ferroelectric ที่มีโครงสร้างผลึกชนิดนี้คือแบเรียมไททาเนต (Batio ₃ ), titanate ตะกั่ว (PBTIO ₃ ) และโพแทสเซียม niobate (KNBO ₃ )

เมื่อใช้สนามไฟฟ้า” ไพเพอร์เปลี่ยนตำแหน่งภายในตาข่ายคริสตัลตามการวางแนวของสนามและยังคงอยู่ในตำแหน่งเหล่านี้เมื่อปิดฟิลด์สิ่งนี้ส่งผลให้วัสดุกลายเป็นขั้วไฟฟ้าอย่างไรก็ตามตำแหน่งของไพเพอร์“ B” สามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการใช้สนามไฟฟ้าด้วยการวางแนวที่แตกต่างกันด้วยวิธีนี้เซรามิก ferroelectric สามารถบันทึกข้อมูลและสามารถใช้สำหรับหน่วยความจำคอมพิวเตอร์

หนึ่งในแอพพลิเคชั่นที่สำคัญที่สุดของ ferroelectricity คือหน่วยความจำการเข้าถึงแบบสุ่ม Ferroelectric (FRAM)สิ่งนี้มีการจัดเก็บข้อมูลและการดึงข้อมูลที่รวดเร็วมากโดยมีข้อได้เปรียบที่ข้อมูลที่เก็บไว้จะถูกเก็บรักษาไว้เมื่อไม่มีแหล่งจ่ายไฟเซรามิก Ferroelectric ยังเหมาะสำหรับใช้ในตัวเก็บประจุตัวเก็บประจุแบบหลายชั้นประกอบด้วยแผ่นยีนแบเรียมบาง ๆ หลายร้อยแผ่นที่มีอิเล็กโทรดที่พิมพ์ออกมานั้นผลิตในปริมาณมากและมีการใช้งานที่หลากหลายเช่นในการถ่ายภาพอัลตร้าซาวด์และกล้องอินฟราเรดที่มีความไวสูงแอพพลิเคชั่นอื่น ๆ เกี่ยวข้องกับเซรามิก ferroelectric แบบฟิล์มบางซึ่งสามารถใช้ในท่อนำคลื่นแสงและการแสดงหน่วยความจำออพติคอล