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熱釋電材料
鎖定
- 中文名
- 熱釋電材料
- 外文名
- pyroelectric material
- 結 構
- 不具有中心對稱性的晶體
- 類 型
- 一種壓電材料
- 最具代表性
- 鐵電晶體材料
- 應 用
- 熱釋電傳感器和紅外成像焦平面
熱釋電材料熱釋電效應
極性晶體因温度變化而發生電極化改變的現象成為熱釋電效應。熱釋電效應的原因是晶體中存在着自發極化，温度變化時自發極化也發生變化，當温度發生變化時所引起的電偶極矩不能及時被補償時，自發極化就能表現出來。晶體中温度發生了微小變化，則極化矢量P的改變可表達為熱釋電係數，這是熱釋電晶體的主要參數，晶體的熱釋電效應是矢量描述，一般有三個分量。
熱釋電材料鐵電晶體
鐵電晶體
(1)硫酸三甘肽(TGS)類晶體
硫酸三甘肽又稱三甘氨酸硫酸鹽，是一類最重要最常用的熱釋電材料。TGS是由甘氨酸和硫酸以3:1的摩爾比例配製成飽和水溶液，然後用降温生長單晶而獲得，較容易得到大的優質單晶體。其結構屬單斜晶系，居里點約為49℃。TGS是典型的二級相變鐵電體，通常鐵電體需極化才具有熱釋電性質。
TGS晶體的極化強度大，相對介電常數小，材料的電壓響應優值也大，是一種重要的熱釋電探測器材料，而且方便器件的製作。但是易吸潮，機械強度差，存在退極化現象以及介電損耗較大等。採用密封封裝可以避免材料受潮。為了進一步提高TGS的熱釋電性質，特別是提高其居里點，防止退極化，採用在重水中培養或摻人有益雜質的方法生長TGS晶體。
(2)金屬酸化物晶體。金屬酸化物晶體可在高温下用提拉法生長，獲得高質量的單晶。這類晶體物化性質穩定，機械強度高，但生長設備較複雜。已得到實際應用的晶體有如下兩種：
①鉭酸鋰晶體。LiTaO3屬三方晶系，具有鈣鈦礦的ABO3晶格結構。其介電損耗低，Tc高，不易退極化。因此，LiTaO3在很寬温度範圍內優值指數都較高，適合製作工作温度範圍大的高穩定性器件。
②鈮酸鍶鋇晶體。鈮酸鍶鋇晶體是一種鎢青銅結構的晶體，與LiTaO3相比，電極化大，但介電常數也大，電壓響應優值不高，適合做小面積或多元器件。摻人少量La2O3或Nd2O3可克服其退極化的問題。
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熱釋電材料熱釋電陶瓷
熱釋電陶瓷與單晶體比較，製備容易，成本低。常用的有如下幾種：
①鈦酸鉛陶瓷其居里温度高，熱釋電係數隨温度的變化很小，是一種較好的紅外探測器材料。
熱釋電材料熱釋電材料的應用
熱釋電材料的最重要應用是熱釋電傳感器和紅外成像焦平面。室温紅外探測器與列陣的主要工作原理是：當熱釋電元件受到調製輻射加熱後，晶片温度將發生微小變化，由此引起晶體極化狀態的變化，從而使垂直於自發極化軸方向的晶體單位表面上的電荷發生改變。
