chap晶体物理学性质PPT课件

1、材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science materials & technology)第1页/共42页。晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science materials & technology)第2页/共42页 张量远比标量和矢量复杂，它的每一个分量将与两个或三个以上的方向有关，而且在坐标系变换时，必须根据一定的变换定律进行变换。 晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science materials & technology)第3页/共42页 例如： 晶体学 材

2、料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science materials & technology)第4页/共42页晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science materials & technology)第5页/共42页晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science materials & technology)张量表示及名称张量表示及名称 阶数阶数 (m) 分量数分量数（3m）物理量物理量T，标量，零阶张量，标量，零阶张量0301质量、温度、密度、热容质量、温度、密度、热

3、容T，矢量，一阶张量，矢量，一阶张量1313电场强度、电极化强度、温度梯度电场强度、电极化强度、温度梯度T，二阶张量，二阶张量2329介电系数、电极化率、应力、应变介电系数、电极化率、应力、应变T，三阶张量，三阶张量33327压电模量、线性电光系数压电模量、线性电光系数T，四阶张量，四阶张量43481弹性系数、二次电光系数弹性系数、二次电光系数第6页/共42页晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science materials & technology)第7页/共42页晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science

4、materials & technology) -1,2/m,4/m,-3,-3m,6/m,m3,mmm,4/mmm,6/mmm,m3m1,2,3,4,6,m,mm2, 3m,4mm,6mm 222,-4,-6,23,432,-43m, 422,-42m,32,622,-6m2 第8页/共42页晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science materials & technology)第9页/共42页晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science materials & technology)第1

5、0页/共42页晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science materials & technology)第11页/共42页晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science materials & technology)第12页/共42页晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science materials & technology)第13页/共42页 对于晶体（各向异性）这三个矢量的方向经常是不一致的。晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School o

6、f science materials & technology)第14页/共42页 晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science materials & technology)第15页/共42页晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science materials & technology) 第16页/共42页晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science materials & technology)第17页/共42页 当某些电介质晶体受到机械应力作用时

7、，在其表面上会出现电荷，这种现象称为正压电效应。具有正压电效应的晶体称为压电晶体。同样，也出现了逆压电效应，即电场作用于晶体时，晶体将发生应变（电致缩效应）。 压电效应是电场和应变之间的线性关系，是在电场不太强条件下的一级近似效应；而电致缩效应则为电场的平方效应，在电场很强时才会察觉出来。 此外，描述两个效应所使用的张量阶数不同：压电效应只是非中心对称的晶体中才可能有的性质，可用三阶张量描述；而电致缩效应却是所有晶体都可具有，用四阶张量来描述。 晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science materials & technology)第18页/共

8、42页极化方向+ + + + + + + + + + + + 释放电荷极化方向+ + + + + + + + + + + + 自由电荷极化方向+ + + + + + + + + + + + + + + + + 正压电效应逆压电效应第19页/共42页晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science materials & technology)第20页/共42页晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science materials & technology)第21页/共42页晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工

9、程学院（School of science materials & technology)第22页/共42页晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science materials & technology)第23页/共42页晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science materials & technology)第24页/共42页 晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science materials & technology)第25页/共42页晶体学 材料科

10、学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science materials & technology)第26页/共42页晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science materials & technology)Ps：无电场时单畴的 自发极化强度；Pr：剩余极化强度；EC ：矫顽场强。P铁电陶瓷的电滞回线EOABECPrCPs第27页/共42页晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science materials & technology) 第28页/共42页 可以证明应力张量ij为二阶

11、张量，但它与一般描述晶体物理性质的二阶张量（如电导率、电极化率等）的二阶张量不同，后者与晶体的对称性一致。而应力张量以及应变张量则不完全受对称性限制，其取向则是任意的，无论对各向同性体（如玻璃）或各向异性体（晶体）都是如此。 晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science materials & technology)第29页/共42页晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science materials & technology)第30页/共42页晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School

12、of science materials & technology)第31页/共42页晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science materials & technology)第32页/共42页晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science materials & technology)第33页/共42页的大小和形状并不改变，这一点与弹性形变有明显的区别。 一般来说，密堆积面为滑移面，而密堆积方向为滑移方向。晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science ma

13、terials & technology)第34页/共42页晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science materials & technology)第35页/共42页晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science materials & technology)第36页/共42页都是顺磁性晶体。晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science materials & technology)第37页/共42页晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of science materials & technology)第38页/共42页（）是二阶张量，在外磁场H作用下，三者之间有密切的关系，可写为：Mi0（ij+ij）Hi（i，j1，2，3）晶体学 材料科学与工程学院（材料科学与工程学院（School of scie