铁电体

铁电体

铁电体是一类特殊的电介质材料，具有自发极化且极化方向可随外电场反转的特性。与普通电介质不同，铁电体在外加电压去除后仍保持着极化状态（剩余极化），类似于压电陶瓷的极化特性。

关键特性

• 自发极化：在没有外电场时，材料内部已存在极化
• 极化反转：极化方向可随外电场方向改变而反转
• 温度依赖性：极化强度 Ps（单位面积上的电荷）随温度升高而降低
• 居里温度：当温度升高到居里温度（居里点）时，极化突然消失

典型材料

• 钛酸钡（BaTiO₃）
• 磷酸二氢钾（KH₂PO₄）
• 许多压电陶瓷材料同时也是铁电体

与热释电探测器的关系

铁电体的极化强度是温度的函数，利用这一关系制成的热敏类探测器称为热释电探测器。在居里温度以下，铁电体的极化强度随温度变化，当红外辐射引起温度变化时，极化强度改变，释放或吸收电荷，从而产生电信号。

与压电陶瓷的关联

许多压电材料是铁电体，二者都具有剩余极化特性和居里温度。压电效应和热释电效应都源于铁电体的极化特性，但压电效应是机械应力引起极化变化，而热释电效应是温度变化引起极化变化。