Co jsou ferroelektrická keramika?
Ferroelektrická keramika je třídou krystalických pyroelektrických materiálů - tj. Materiály, které se při ochlazení pod konkrétní teplotou ochladí elektricky polarizované. Kritickou teplotou v tomto ohledu je bod Curie, který je možná lépe známý jako teplota, nad nimiž feromagnetické materiály, jako je železo, ztratí magnetismus. Termín ferroelektrický však nemá přímé spojení s železem. V materiálech, které vykazují ferroelektrický efekt, může být polarita obrácena pod vlivem elektrického pole příslušné orientace. Mnoho keramických materiálů s touto vlastností může být vyrobeno zahříváním práškových ingrediencí na požadovanou teplotu a umožněním krystalizace, jak se materiál ochlazuje. Tyto sloučeniny mají obecný vzorec ABX 3 , WHEre A je velký kation, B je mnohem menší kation a x je anion, obvykle kyslík. Krystalová struktura těchto materiálů je taková, že „A“ kationty tvoří krychlovou mříž s, uvnitř každé krychle, „B“ kationtem obklopeným šesti „x“ anionty. Perovskitové struktury nemají střed symetrie v tom, že kation „B“ má tendenci být přemístěn od středu - to je nezbytné pro ferroelektrický účinek. Příklady ferroelektrické keramiky s tímto typem krystalové struktury jsou titanátem barya (Batio 3 ), olovoový titanát (pBTio 3 ) a niobát draselný (KNBO 3 ).
Když je aplikováno elektrické pole, mění polohu „B“ v krystalové mřížce podle orientace pole a zůstává v těchto pozicích, když je pole vypnuto. To má za následek, že se materiál stane elektricky polarizovaným. Pozice kationtů „B“Lze však změnit nanesením elektrického pole s jinou orientací. Tímto způsobem může ferroelektrická keramika zaznamenávat informace a lze je proto použít pro paměť počítače.
Jednou z nejdůležitějších aplikací ferroelektriky je Ferroelektrická paměť s náhodným přístupem (FRAM). To nabízí velmi rychlé skladování a vyhledávání dat, s výhodou, že uložená data jsou zachována, pokud není zdroj energie. Ferroelektrická keramika je také velmi vhodná pro použití v kondenzátorech. Vícevrstvé kondenzátory sestávající ze stovek tenkých listů barria titanátu s tištěnými elektrodami se vyrábějí ve velkém množství a mají širokou škálu použití, například u ultrazvukového zobrazování a infračervených kamer s vysokou citlivostí. Jiné aplikace zahrnují tenkovrstvovou ferroelektrickou keramiku, kterou lze použít v optických vlnovodech a displejích optické paměti.