第二,1918年Cady通过对罗息盐晶体在机械谐振频率附近的特异的电性能研究发明了谐振器 。前者是最早的压电换能器,后者则为压电材料在通信技术和频率控制等方面的应用奠定了基础 。ADP则是水声(声呐)听音器的重要材料 。1947年发现
陶瓷经强直流电场作用后也具有压电性 。
这一发现结束了压电材料局限于单晶的局面 。近年来应用最广泛的压电材料要算
和以PZT为主体的性能优异的压电陶瓷,它们可用于电声换能、压电点火和引爆等方面 。
(三)热电效应及其应用
普通的压电晶体,在自由状态下如果没有外电场,晶体的极化强度等于零 。
但有一类压电晶体由于本身结构的原因而处于自发极化状态 。通常,自发极化电矩在晶体表面的正、负端面总吸附着异性电荷 。所吸附的异性电荷完全屏蔽了自发极化电矩的电场,使之不会显露出来 。但是由于自发极化电矩的大小与温度有关,当温度变化时所吸附的多余的屏蔽电荷就被释放出来,这称为热电效应或热释电效应 。
关于热电效应的最早记录就是电气石吸引轻小的物体 。近代技术上应用的热释电晶体都是经过人工极化的铁电体,例如TGS[硫酸三甘肽,
], 等 。热释电晶体已成为研制性能优良的热电探测器和热电摄象管等热电器件的重要材料 。
(四)驻极体及其应用
有些固态电介质材料,具有长期保存电荷并在其周围建立电场的能力,这类材料总称为驻极体 。
驻极体已发现很久,早期的发展似乎只有理论上的意义 。直到聚合物驻极体研制成功后,驻极体的研究才受到人们的重视 。聚合物具有优良的贮存电荷的能力,聚合物驻极体可制成薄膜,从而出现能够任意弯曲的特异性质,这是一种新的功能材料,并得到了广泛的应用 。驻极体能产生约30kVcm的强外电场,使之能应用于许多目的 。
用薄膜驻极体制成的话筒,已有商品出售 。驻极体的电荷贮存性能还被应用于静电摄像术 。这方面的技术由于光电导成像技术的研究而有了重要突破,导致了静电复印技术的发展 。近年来,还利用驻极体制成气体过滤器、光显示系统和辐射计量仪等 。商品气体过滤器采用负电晕驻极纤维材料,由静电吸引力的作用捕捉灰尘和微小粒子 。
此外,电介质材料也已经开始得到广泛应用,例如:深入千家万户的煤气灶电子打火,彩电中的中频滤波器;工业技术中的电声换能、激光调制和变频;尖端技术中的压电陀螺制导、红外探测和夜视、隐形飞机吸收电磁波的涂层等等等等都已经得到了广泛应用 。
尽管电介质物理学还未被工程技术人员完全认识,但这方面的工作将会得到进一步拓展,也将持续进行 。
五、结束语
实际上,电介质的介电常数还有很多亟待我们去探索的问题,正是这些问题,吸引着更多的科技工作者投身于其中 。
通过对电介质的理解,我们发现在很多问题上,同时也了解到了电介质不为物理学所知的方面还很多 。例如人类和静电交往已有300多年却还见面不相识,对其认识还存在着很多迷茫的地方 。尽管如此,但电介质物理的介电常数的理解与应用,使得我们更为广泛地展开了电介质物理学科的发展,并取得了很多突破性的具体应用,如工程技术、医学方面均已经展开 。
目前通过对电介质物理学科的研究,我们发现并且查明,其具有广阔的应用前景 。为此进一步开发电介质物理,进一步理解介电常数将等待着后来人,而电介质的研究和开发工作也将持续进行 。
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