鐵電功能陶瓷材料熱物理性能

  無(wú)機(jī)功能材料由于具有獨(dú)特的物理性質(zhì)，并可借以實(shí)現(xiàn)電、磁
、光、聲、力等不同形式的能量交互作用和轉(zhuǎn)換，因而已成為現(xiàn)代
信息技術(shù)、光電技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)等許多高科技領(lǐng)域
的重要基礎(chǔ)材料。其中，激光晶體、光頻轉(zhuǎn)換晶體、光折變晶體、
調(diào)制晶體、光波導(dǎo)晶體、壓電鐵電晶體和閃爍晶體等功能材料對(duì)高
新技術(shù)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展尤為重要，已成為材料科學(xué)發(fā)展的重要前
沿。
  作為無(wú)機(jī)功能材料的重要一類，鐵電功能陶瓷材料由于具有不
同于半導(dǎo)體、金屬以及結(jié)構(gòu)陶瓷材料的物理性能，可兼有壓電性、
半導(dǎo)體性等，因而在現(xiàn)代鐵電材料和元器件的發(fā)展中，已與半導(dǎo)體
集成電子學(xué)相互結(jié)合，融為一體，在當(dāng)今高科技的許多領(lǐng)域得到了
越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

  測(cè)試材料導(dǎo)熱性能的方法按試樣在測(cè)試過程中的溫度分布是否
隨時(shí)間改變，可分為兩大類：即溫度分布不隨時(shí)間而改變的穩(wěn)態(tài)法
和溫度分布隨時(shí)間而變化的非穩(wěn)態(tài)法。用穩(wěn)態(tài)法測(cè)定材料導(dǎo)熱系數(shù)
丸，需要測(cè)量每單位面積上的熱流速率和樣品的溫度梯度。

  鐵電相變的微觀理論就涉及到聲子和電子的過程。如果絕熱近
似能夠成立，那么我們就可以將聲子過程與電子過程截然分開來(lái)處
理；如果完全局限于晶格動(dòng)力學(xué)的諧振動(dòng)近似，那么就如聲子間的
作用不再存在一樣，相變也不會(huì)發(fā)生；只有在非諧振動(dòng)的情況下，
方能建立相變與晶格振動(dòng)的聯(lián)系各自獨(dú)立提出了鐵電相變的軟模理
論。其基本觀點(diǎn)是：某一模式的光頻及聲子的頻率在相變點(diǎn)趨于零
。這樣，相變的發(fā)生就對(duì)應(yīng)于這一模式的晶格振動(dòng)為靜態(tài)的位移波
。顯然，軟模理論與有實(shí)用價(jià)值的鐵電功能陶瓷材料的熱物理性質(zhì)
就有著密切的關(guān)系，因?yàn)閷?dǎo)熱導(dǎo)溫性能對(duì)材料的晶體結(jié)構(gòu)、顯微組
織、缺陷、組分、晶粒和晶軸取向、晶界狀態(tài)等因素的變化極為敏
感。應(yīng)該指出，用電學(xué)方法確定相變點(diǎn)雖然是一個(gè)經(jīng)典的方法，但
對(duì)于相變溫度很高的材料，電學(xué)方法測(cè)定相變的精確度將會(huì)降低，
而用導(dǎo)熱、導(dǎo)溫系數(shù)測(cè)試方法研究和確定相變點(diǎn)，其精確度不受相
變點(diǎn)高低的影響，因而對(duì)高相變溫度的材料，用熱物性測(cè)試方法較
之電學(xué)方法更為可取。

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