能量转换器件及其应用PDF电子书下载

1.1 一般性质 1

1.铁电体的性质 1

1.2 结构因素 2

1.3 畴效应 4

1.4 陶瓷 6

1.5 铁电体的种类 6

1.5.1 共角八面体 6

1.5.2 氧四面体类 7

1.5.3 氢健化合物 8

1.5.4 聚合物 8

2.1 共角氧八面体型化合物 9

2.1.1 钙钛矿型 9

2.用于器件的基本铁电化合物 9

2.1.1.1 钛酸钡(BT) 13

2.1.1.2 锆钛酸铅(PZT) 23

2.1.1.3 钽铌酸钾(KTN) 26

2.1.2 (Bi2O2)2型层状化合物钛酸铋(BIT) 27

2.1.3 铌酸锂和钽酸锂(LN和LT) 30

2.1.4 钨青铜型化合物 34

2.1.4.1 铌酸铅(PN) 36

2.1.4.2 铌酸锶钡(SBN) 37

2.1.4.3 铌酸钡钠(BANANA) 40

2.2 含氧四面体的化合物 42

2.2.1 锗酸铅(PGO) 42

2.2.2 钼酸钆(GMO) 43

2.3.1 磷酸二氢钾(KDP) 45

2.3 含氢键的化合物 45

2.3.2 磷酸二氘钾(DKDP) 46

2.3.3 三甘氨酸硫酸盐(或称硫酸三甘肽)(TGS) 49

2.3.4 罗息盐(RS) 52

2.4 有机高分子 53

2.4.1 聚偏二氟乙烯(PVDF) 53

3.铁电材料制备 57

3.1 单晶 57

3.1.1 水溶液法 57

3.1.1.1 磷酸二氢钾(KDP)及其氘化盐(DKDP) 58

3.1.1.2 硫酸三甘肽(TGS) 59

3.1.2 熔盐溶液 60

3.1.2.1 钛酸钡(BT) 61

3.1.2.2 钛酸铋(BIT) 62

3.1.2.3 钽酸锂(LT)上的铌酸锂(LN)外延层 63

3.1.3 化学汽相沉积 65

3.1.4 熔体结晶法 65

3.1.4.1 铌酸锂(LN)和钽酸锂(LT) 65

3.1.4.2 钼酸钆(GMO) 68

3.1.4.3 钙钛矿型晶体 68

3.1.4.4 钨青铜型晶体 70

3.2 陶瓷制备工艺 70

3.2.1 原料选择 71

3.2.2 混合 71

3.2.4 球磨 72

3.2.3 煅烧 72

3.2.6 成型 73

3.2.5 造粒 73

3.2.6.1 干压 74

3.2.6.2 注浆 74

3.2.6.3 挤压 75

3.2.7 烧结 76

3.2.8 机械加工 77

3.2.9 上电极 77

3.2.10 极化 78

3.2.11 热压 78

3.2.11.1 单轴压力 78

3.2.11.2 连续热压 79

3.2.12.1 机械加工方法 80

3.2.11.3 等静热压 80

3.2.12 制备薄片 80

3.2.12.2 流延 81

3.2.12.3 纤维丝沉积法 81

3.2.12.4 轧膜 82

3.3 真空沉积薄膜 83

4.利用电滞回线和非线性极化-电场特性的换能器 85

4.1 基于矩型电滞回线的信息存贮 85

4.1.1 单元器件 85

4.1.2 多元器件 89

4.1.3 矩形回线型陶瓷器件 91

4.2.1 波形变换 92

4.2 电容的周期性变化 92

4.3 畴壁运动器件 95

4.2.2 参量放大 95

4.4 基于电容非线性的器件 98

4.4.1 放大器 99

4.4.2 参量双稳器件 102

4.4.3 微波三倍频器件 103

4.5 自动恒温的非线性介电元件 104

4.5.1 环境冷却功率测量 106

4.5.2 恒温炉 106

4.5.3 非线性应用 107

5.正温度系数(PTC)电阻器 109

5.1.1 施主和受主能级 110

5.1 PTC特性的模型 110

5.1.2 表面势垒 111

5.1.3 电压效应 115

5.1.4 热效应 116

5.2 应用 120

5.2.1 温度可控的加热器 120

5.2.2 瞬态电流发生器 122

5.2.3 恒温元件 123

5.2.4 环境热状态指示器 123

5.3 PTC元件的制备 124

6.压电材料 127

6.1 氧八面体化合物 128

6.2 低幅度应用 130

6.2.1 使用晶片制作滤波器 133

6.2.1.1 满电极晶片 133

6.2.1.2 多电极 137

6.2.2 能阱滤波器 142

6.2.2.1 单晶器件 146

6.2.2.2 陶瓷器件 147

6.2.3 表面波(SAW)器件 148

6.3 高振幅器件 153

6.3.1 老化效应和畴稳定性 154

6.3.2 高应力效应 156

6.3.3 利用极化量或者极化取向的记忆器件 158

6.3.4 压电变压器 161

6.3.5 双晶片结构 164

6.3.5.1 运动传感器 165

6.3.5.2 电压引起弯曲 166

6.3.5.3 强度 168

6.3.5.4 金属-陶瓷双片结构 169

6.3.5.5 滞后 170

6.3.5.6 有机薄膜 170

6.3.6 振动检测器 171

6.3.6.1 加速度计 171

6.3.6.2 微音器 173

6.3.6.3 水听器 176

6.3.7 水下发声 178

6.3.7.1 匹配 178

6.3.7.2 简单的陶瓷发射换能器 179

6.3.7.3 陶瓷-金属复合换能器 180

6.3.7.4 超声清洗 182

6.3.8 振动应变器件 183

6.3.8.1 打孔和焊接 183

6.3.8.2 流体控制阀 183

6.3.9 微位移器件 184

6.3.10 对压电体施加压力而产生电荷 185

6.3.10.1 缓慢加压式器件 188

6.3.10.2 冲击器件 188

6.3.10.3 冲击应力 190

7.中、远红外检测和成像 194

7.1 一般原理 194

7.1.1 响应率 195

7.1.2 噪声源 196

7.1.3 优值 199

7.2 材料 199

7.2.1 物理基础 202

7.2.2 单晶材料 203

7.2.3 陶瓷 206

7.3 器件 208

7.3.1 单元探测器 208

7.3.2 热成像器件 210

8.可见光和近红外辐射换能器 215

8.1 电磁辐射和固体的相互作用 218

8.1.1 吸收 218

8.1.2 散射 220

8.1.3 折射率色散 221

8.1.4 电光效应 222

8.1.4.1 极化劲度张量 222

8.1.4.2 线性电光效应 223

8.1.4.3 二次效应 224

8.1.4.4 氧八面体铁电体 226

8.1.5 弹光效应 227

8.2 光学装置 231

8.2.1 起偏振器-检偏振器系统 231

8.2.1.1 双折射器件 231

8.2.1.2 散射模式 233

8.2.2 光导夹层 234

8.2.3 表面形变 236

8.3 应用 237

8.3.1 显示器和编页器 237

8.3.1.1 利用纵向电光效应的电视显示 237

8.3.1.2 使用GMO的显示器件 241

8.3.1.3 使用BIT的器件 242

8.3.1.4 使用PGO的器件 244

8.3.2 数字光偏转器 244

8.4 电光陶瓷 246

8.4.1 PLZT系的性质 246

8.4.2 闪光护目镜 250

8.4.3 二次效应陶瓷编页器 252

8.4.4 散射型显示器 253

8.4.5 正交开关 256

8.4.6 应变偏置 257

8.5 光波导器件 257

8.5.1 声光偏转器和分光计 258

8.5.2 光波导之间的光传输 261

8.5.2.1 光辐射传输条件 262

8.5.2.2 反转△β电极系统 264

8.5.2.3 汇聚型波导 266

8.5.2.4 多模汇聚波导 266

8.5.2.5 交叉和分支波导 268

8.5.2.6 光损伤 272

8.6 光致折变的影响 273

8.6.1 机理 273

8.6.2 全息存储 276

8.6.3 永久存储 279

8.6.4 材料 279

8.6.5 现状 281

8.7 非线性光学效应 282

8.7.1 二次谐波发生(SHG) 283

8.7.2 SHG系数 284

8.7.3 应用 286

8.7.3.1 图像转换 286

8.7.3.2 参量放大器和可变频率源 287

附录A 极性陶瓷的压电关系 289

附录B 某些单晶和陶瓷的压电系数(弱场) 293

参考文献 298