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鐵電-鐵電相變附近的熱釋電性

2在鐵電-鐵電相變中，自發(fā)極化的大小和方向兩者一般都發(fā)生變化，BaTiO3中P4mm(C4v1)與Amm2(C2v4)間的相變和Amm2(C2v4)與R3m(C3v5)間的相變時(shí)熟知的例子。但有時(shí)自發(fā)極化的方向不變只是大小發(fā)生變化。在這種情況下，通常用來標(biāo)志相變個(gè)其它參量(如電容率）只顯示微弱的變化，但熱釋電系數(shù)仍然表現(xiàn)出尖銳的峰值，所以熱釋電性是鐵電-鐵電相變靈敏的指示器。鐵電-鐵電相變附近的熱釋電性

3熱釋電系數(shù)等于電場(chǎng)和應(yīng)力恒定時(shí)電位移對(duì)溫度的偏微商，故有此式可得到約化電熱系數(shù)為:按照式(3.30)那樣引入約化電位移d,約化電場(chǎng)e和約化溫度t，可將上式改寫為

4利用熱釋電性測(cè)量可以獲得鐵電-鐵電相變的許多信息，如自發(fā)極化的大小和方向，相變溫度以及新相的結(jié)構(gòu)對(duì)稱性等。這里以四方鎢青銅型結(jié)構(gòu)鈮酸鹽鐵電體的低溫相變?yōu)槔齺碚f明。

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6由以上兩式可作出各種約化溫度下與約化電場(chǎng)的關(guān)系曲線圖，結(jié)果如圖8.7所示。顯然他們與圖8.6所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是吻合的。在二級(jí)相變鐵電體中，沒有場(chǎng)致相變。雖然在電場(chǎng)作用下，極化對(duì)溫度的曲線變得平緩，但極化變化最陡即熱釋電系數(shù)出現(xiàn)峰值的溫度保持不變。

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8雖然熱釋電系數(shù)峰值所在的溫度不因電場(chǎng)而移動(dòng)，但其數(shù)值隨電場(chǎng)增大而減小。忽略G1展開式中的D6方項(xiàng)，得出:式中T0=Tc，因此電場(chǎng)保持恒定，對(duì)此式求微商得

9于是熱釋電系數(shù)為:這里D0是溫度為T時(shí)電場(chǎng)E引起的電位移，它可由式(8.127)計(jì)算。不求其精確解，只看三個(gè)特殊情況

10將式(8.129)代入式(8.128)，并以p0表示T=T0時(shí)的熱釋電系數(shù)，可以得出:

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12此式表明，在居里點(diǎn)以下，熱釋電系數(shù)按(T-T0)-1/2隨溫度上升而增加，在居里點(diǎn)以上，熱釋電系數(shù)按(T-T0)-2減

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