Yo‘nalishga bog‘liq qutblanuvchanlik

|
Yo‘nalishga bog‘liq qutblanuvchanlik
|
bet | 2/3 | Sana | 15.05.2024 | Hajmi | 85,2 Kb. | | #235249 |
Bog'liq Dielektriklarning qutblanishiдан саволларYo‘nalishga bog‘liq qutblanuvchanlik
Issiqlik o‘yg‘onishi bo‘lmasa, kichik maydon ta’sirida ham molekulalarning dipol momenti bir tomonga yo‘naladi. Issiqlik tebranishi natijasida elektr maydonining «yo‘naltiruvchi» ta’siri qisman kamayadi.
Erkin harakat qiluvchi molekulaga issiqlik harakatining ta’sirini ko‘rib chiqamiz. Doimiy dipol momentga ega bo‘lgan molekulaning maydonda olgan potensial energiyasi
, (1)
bunda, - dipol momenti va maydon yo‘nalishi orasidagi burchak. U holda qutblanish
(2)
bo‘ladi. Bunda N- bir birlik hajmdagi molekulalar soni.
Pyezoelektriklar
Tashqi elektr maydoni bo‘lmaganda kristaldagi elektr momentlarning yiig‘indisi nolga teng bo‘ladi. Lekin pyezoelektrik kristallarda ionlar maxsus simmetriya asosida kristall panjarasida joylashadi. Mexanik kuch ta’sirida bu simmetiriya buziladi va natijada elektr qutblanishi vujudga keladi. Kichik deformasiyalarda qutblanganlik ta’sir etuvchi kuchga proporsional bo‘ladi va deformasiya yo‘nalishi o‘zgarganda uning ishorasi o‘zgaradi. Bu hodisa pyezoelektrik effekt deb ataladi.
Dielektriklarda deformasiya bo‘lib, maydon yo‘nalishi o‘zgarganda kristalning cho‘zilish deformasiyasi qisilishga aylanadi. Eng yaxshi pyezoelektrik kristallar tipiga segnet tuzi, ammoniy fosfat va -kvars kristallari kiradi. Bu kristallar elektromexanik (preobrazovatel) o‘zgartkich sifatida ko‘p ishlatiladi (stabilizatorlar, filtrlar, ultratovush tebranishni qabul qiluvchilar va boshqalar).
Agar kristall panjarasidagi deformasiya temperaturaning o‘zgarishi natijasida vujudga kelgan bo‘lsa, u holda qutblanishning paydo bo‘lish hodisasi piroelektrik effekt deyiladi. Turmalin va segnet tuzi eng yaxshi piroelektrik kristallardir.
Qattiq jismning dielektrik xossalari
Tashqi maydon bo‘lmaganda ham o‘z-o‘zidan qutblangan sohalarga ega bo‘lgan moddalar segnetorelektriklar deyiladi. Segnetorelektrik kristallarda qo‘shni dipollar o‘zaro ta’sirlashib o‘zaro parallel joylashishga harakat qiladi va nolga teng bo‘lmagan elektr moment hosil qiladilar. Segnetorelektriklarning dielektr singdiruvchanligi boshqa moddalarnikidan ancha kattadir. Ularda bog‘lanish gisterezis xalqasiga o‘xshash bo‘ladi (1-rasm).
Koersativ kuch , qoldiq qutblanish PR kristalning tabiatiga qarab aniqlanadi. P3 - to‘yinish qutblanishi.
Koersativ kuch – ferromagnet materiallarni toʻliq magnitsizlash uchun zarur magnit maydon kuchlanganligi.
Segnetorelektriklar kristallanishda bir ishorali ionlarning panjarasi ikkinchi ishorali ionlar panjarasiga nisbatan biroz siljigan holatda joylashish energetik jihatdan qulay bo‘ladi. Natijada kristalning makroskopik sohasida musbat zaryadlar markazi manfiy zaryadlar markaziga to‘g‘ri kelmaydi (0,01 nm siljigan bo‘ladi). Bu holat qutblanishni vujudga keltiradi.
P
1-rasm. bog‘lanish grafigi.
Tashqi maydon bo‘lmaganda qutblanish intensivligi butun kristaldagi atomlar dipol elektr momentlari yig‘indisidan ancha kichik bo‘ladi. Bunga sabab segnetorelektriklarning domenli sutrukturasidir. Domenlar devori bir-ikki atomlar orasidagi masofaga teng, uning kengligi esa 10-6m. Domenlar qutblanish vektorlarining yig‘indisi nolga teng bo‘lgani uchun butun kristalning qutblanganligi ham nolga teng bo‘ladi. Tashqi maydon ta’sirida domenlar chegarasi siljib ga parallel domenlarning hajmi oshadi, antiparallel bo‘lganining hajmi esa kamayadi. Elektr maydoni kuchlanishi 104 V/m bo‘lganda to‘yinish ro‘y beradi.
Temperatura ko‘tarilishi bilan dipollardagi tartiblilik buzuladi va T>Tc bo‘lganda o‘z-o‘zidan qutblanish Kyuri-Veyss qonuni bo‘yicha kamayadi. Bu yerda Tc- Kyuri temperaturasi, C- doimiy kattalik.
Eng yaxshi segnetorelektrik kristallarga misol qilib bariy titanatni (Tc=393K), segnet tuzini (Tc=255-297K), kaliy fosfatni (Tc=123K) olish mumkin. Segnetorelektriklar tuz yoki oksidlarning kukunini presslash va 1600-1800 K temperaturalarda ishlov berish asosida tayyorlangan keramika (sopol) ko‘rinishida ishlatiladi. Segnetorelektriklar ixcham kondensatorlarni tayyorlashda, ultratovush texnikasida, radiotexnik qurilmalarda nochiziqli elementlar sifatida keng qo‘llaniladi.
Ayrim dielektriklarning (masalan, qo‘rg‘oshin sirkonatning PbZrO3) kristall panjarasini turli ishorali ionlar panjarachalarining bir-biriga kiritilishidan hosil bo‘lgan deb tasavvur qilish mumkin. Bu panjarachalarning dipol momentlari qarama-qarshi yo‘nalgan bo‘lib, bir-birini kompensasiyalaydi, natijada o‘z-o‘zidan qutblanish butun hajmda kuzatilmaydi. Bunday dielektriklar antisegnetoelektriklar deb ataladi. Tashqi maydonnning kuchlanishi ma’lum bir Ekr kritik qiymat oshgandan so‘ng antisegnetoelektriklarning dipol momentlarining qayta oriyentasiyasi boshlanadi va ular asta-sekin segnetorelektrik holatga o‘tadi.
Elektretlar. Elektretlar – elektrlangan holatini uzoq vaqt saqlash va atrofdagi muhitda elektr maydoni hosil qilish qobiliyatiga ega bo‘lgan doimiy qutblangan dielektriklardir. Har xil organik va organik bo‘lmagan dielektriklar suyuqligini kuchli elektr maydonida sovutish yo‘li bilan elektretlar tayyorlanadi. Ularning qutblangan holati bir necha soatdan bir necha yilgacha saqlanishi mumkin. Elektretlarda hosil bo‘lgan zaryad va uning o‘zgarish tezligi atmosfera bosimiga, namlikka, temperaturaga, shuningdek tashqi nurlanishga bog‘liq.
Agar elektret kesib bo‘laklarga ajratilsa, har bir bo‘lak qutblangan holatini saqlaydi. Elektret turlaridan biri foto elektretlar bo‘lib, uni olish uchun ayrim fotoo‘tkazuvchi moddalarni (oltingugurt yoki kadmiy sulfid) qizdirmasdan kuchli elektr maydonida yorug‘lik bilan nurlantirish kerak. Elektretlarning ikkinchi turi elektroelektret bo‘lib (kalsiy titanat va boshqalar), uni hosil qilish uchun kuchli elektr maydoni yetarlidir.
Birinchi elektretlar mum va kanifoldan tayyorlangan. Hozirgi paytda esa elektretlarni tayyorlashda polimerlardan yoki keramik dielektriklardan foydalaniladi.
|
| |