超聲波流量計探頭及換能器原理  七十七

具有鐵電性的晶體很多，概括起來有三大類：

有機鐵電體：包括最早發(fā)現(xiàn)的羅謝爾（Rochelle）鹽--例如酒石酸鉀鈉（NaKC4H4O6·H2O，簡寫為KNT），以及硫酸三甘氨酸（TGS）；氫鍵無機鐵電體：如磷酸二氫鉀（KH2PO4，簡寫為KDP）。

以上兩類屬于無序-有序型或氫鍵型鐵電體（軟鐵電體），它們是從無序的極化狀態(tài)（順電相，一般在鐵電居里溫度以上）過渡（降溫至居里點以下）到有序極化狀態(tài)（鐵電相）的。

離子鐵電體：屬于位移型鐵電體（硬鐵電體），如鈦酸鋇（BaTiO3）、鈦酸鉛（PbTiO3）和鈮酸鋰（LiNbO3）等。這類鐵電體從順電相（此時無壓電效應(yīng)）過渡到鐵電相是由于晶體內(nèi)的子晶格發(fā)生了相對位移。下面以鈦酸鋇為例說明：鈦酸鋇是鈣鈦礦型鐵電體，其自發(fā)極化的出現(xiàn)是由于正離子的子晶格與負離子的子晶格發(fā)生了相對位移。

在鐵電居里溫度Tc以上時，它的晶體結(jié)構(gòu)呈體心立方形，鋇離子位于立方體的八個頂角上，氧離子位于六面中心，而鈦離子位于晶格中心（體心），如§5.2

節(jié)“壓電效應(yīng)的定性解釋”中圖5.8所示，此時鈦酸鋇的晶格具有很高的對稱性，呈無極分子狀態(tài)。當溫度降到Tc以下時，鋇離子和鈦離子的子晶格與氧離子的子晶格將發(fā)生相對位移（向長軸方向偏離，位移量約達0.1埃），此時鈦酸鋇晶格轉(zhuǎn)為形狀變長的四方晶胞，呈有極分子狀態(tài)。它的壓電機理可見下節(jié)的詳細說明。

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