铁电体的介电常数

比较了电介质物理学和铁电物理学对介电常数定义的差异.这种差异导致了解释实验结果方面相反的结论:铁电体物理学能够很好地解释极化强度增大导致介电常数减小的实验结果和外加直流电场下铁电体的介电可调行为,而电介质物理学得到的却是相反的结论.其原因是铁电材料介电常数在顺电相仅来源于横光学模的贡献,在铁电相来源于横光学模和偶极子极化,且偶极子极化会引起损耗.数学推导证实弛豫铁电行为的成份分布不是高斯分布函数.     

时域介电谱方法及其应用

提出了微分和二次微分时域介电谱方法。极化响应可描述为exp[-(t/τ)^α]类型若干个分得很开的峰,峰的线型决定α,它有1和1/2两个典型值.极化机构种类和峰的个数相等,峰高给出各机构对极化贡献的成份.响应时间τ由峰的位置定决,谱线的分离说明习惯设α=1而令τ有连续分布的看法缺乏根据,在石蜡中观察到温度升高时,指数增大,石蜡熔解过程中出现时域谱线分裂,从中可得到分子链运动的许多信息。     

聚合物介电弛豫的温度特性

运用极限的概率模型和Ngai的耦合概念,导出了聚合物介电弛豫的KohlrauschWilliamsWatts(KWW)方程(t)=exp[-(tτ)β],证明了弛豫的能量势垒为Ngai的活化能量E.由β的温度关系推出了适用于聚合物的WilliamsLandelFerry方程和过冷液体的VogelTammannFulcher方程,特别是提出了由聚合物的β(T)可导出弛豫时间的温度函数.认为KWW行为由单个衰减单元产生,幂律行为由局部区域内多个衰减单元的协同衰减造成.将活化能量E引入热刺激电流公式,得到了可通过改变升温速率测量β(T)的公式. 关键词： 介电弛豫 聚合物 极限概率模型 KWW方程     

有机液体的慢极化介电谱

高绝缘液体存在一种特殊类型的极化响应; 其性质很不同于普通的介电极化响应。后者可用频域方法描述, 称为快响应;前者不能用频域而只能用时域方法描述, 故区别地称为慢响应。在微分时域介电谱中, 每种快或慢极化机构贡献一个峰。苯的时域谱有一个快峰和两个慢峰。室温下石蜡只有一个快峰和一个慢峰; 在加热熔解过程中慢峰分裂为两个峰。慢极化响应和液体中分子的局部束缚空间电荷有关; 慢极化介电谱可以给出分子动力的许多信息。     

(1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-xSrTiO3陶瓷的弛豫铁电性能

通过对(1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-xSrTiO3(0≤x≤0.15)陶瓷的相组成、晶体结构和介电性能的研究发现,该陶瓷为单一的钙钛矿结构相.当x含量较小(x＜0.1)时为正交相结构,x≥0.1时转变为四方相结构.随着SrTiO3掺杂量的增加,样品的致密度增加,样品由正常铁电相逐渐向弥散铁电相转变,且相变温度明显下降,其相变峰的半高宽D和临界指数γ,随 x 的增加而增加.样品损耗ε″r(复介电常数虚部)随温度T的变化表明低温时弛豫极化损耗起主要作用,高温时漏导损耗起主要作用.同时介电常数实部ε′r随频率的变化显示(1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-xSrTiO3弛豫为德拜弛豫.     

弛豫铁电体介电可调性的研究

无铅弛豫铁电体具有较好的介电可调性,在顺电相有较大的介电常数和极小的损耗,因较大的优值而被广泛地用于微波器件.根据现有的介电可调性理论,通过参量的适当修正,对介电可调性的表达式做了合理的探讨,结论适用于处理实验结果.比较发现,在电场作用下顺电相保持不变的近似得出的结论与实验结果差距较大,而转化为铁电相与实验结果完全吻合.考虑外加电场和自发极化对弹性吉布斯自由能的修正,导出了高电场对介电常数的修正关系,与实验结果相符.提出了介电可调度的概念与计算公式,能够定量表示掺杂对介电可调性的影响.     

C60分子在有序-无序和玻璃态相变间的取向概率与弛豫行为

用极限动力学模型研究了Ｃ₆₀分子在有序-无序相变和玻璃态相变温度区间取向 角为98°和38°的取向概率与温度的关系.计算结果在玻璃态相变点附近的85K,90K和有序- 无序相变点的260K分别与实验值相吻合,取向概率对实验值更精确的拟合及其对温度的二阶 导数预言玻璃态相变点在84K.导出了弛豫规律,其结果表明：双能级的Ｃ₆₀分子从非平衡态到平衡态的弛豫行为与非指数因子β有关,其总的弛豫时间决定于其中一个较 短的弛豫时间,展宽指数形式保持不变.讨论了KWW方程的非 关键词： 60')" href="#">Ｃ₆₀ 取向概率 非平衡态弛豫     

C60晶体在有序相的分子取向结构

以C60晶体中分子两种取向排列形成的双能级系统为基础,通过探讨C60晶体在有序相的热力学性质,得到了38o和98o两种取向排列的分子在晶体中均匀分布的结构稳定性结论.根据已报道的C60晶体在有序相两端点温度85 K 和260 K取向分布的实验结果,将较高的分子取向(38o)能级的概率转化成分数值1/6和3/8,得到了有序相两种取向分子在两温度端点的分布规律.当概率的分数值为1/4和1/3时,C60晶体将具有较大的结构稳定性和较小的介电损耗及内耗值,对应的温度分别为122.6和194.3 K.因而解释了介电实验结果出现异常的现象是由38o取向分子均匀分布的"规则-无规-规则"变化所造成的.     

自组织临界的OFC模型在聚丙烯介电弛豫中的应用

将自组织临界中OFC模型的能量传递概念及相关参量α引入极值动力学模型,得到了同时与KWW方程和幂律均相关的介电弛豫的函数关系.用时域介电谱方法测量了聚丙烯在-15～ 90℃慢极化电荷的释放过程,结果显示:在较低温度,弛豫为幂律;在较高温度,弛豫随时间的增加从幂律过渡到KWW关系.理论分析与实验结果基本一致,由此可知KWW方程的参量β反映了外界温度对材料弛豫单元的影响;参量a反映了能量传递的大小及温度的影响,当β较小或a较大时,弛豫的幂律关系较为明显.     

自组织临界的OFC模型在聚丙烯介电弛豫中的应用

将自组织临界中OFC模型的能量传递概念及相关参量α引入极值动力学模型,得到了同时与KWW方程和幂律均相关的介电弛豫的函数关系。用时域介电谱方法测量了聚丙烯在-15～90℃慢极化电荷的释放过程,结果显示：在较低温度,弛豫为幂律;在较高温度,弛豫随时间的增加从幂律过渡到KWW关系。理论分析与实验结果基本一致,由此可知KWW方程的参量β反映了外界温度对材料弛豫单元物影响;参量α反映了能量传递的大小及温度的影响,当β较小或α较大时,弛豫的幂律关系较为明显。