电畴

电畴与压电陶瓷的极化

压电陶瓷属于人工制造的多晶体，其压电机理与压电单晶体不同。在压电陶瓷的每个晶粒内部，存在许多自发极化的小区域，这些小区域称为。每个电畴内部的自发极化方向一致，但不同电畴的自发极化方向通常杂乱无章。

未极化状态

未经极化处理的压电陶瓷，晶粒内各电畴的自发极化方向随机分布。从宏观上看，各电畴的极化效应相互抵消，陶瓷整体不表现出净极化，因而没有压电效应。

极化处理

为使压电陶瓷具有压电效应，必须进行极化处理：在陶瓷上施加足够高的直流电场，并保持一定的温度和时间。在该条件下，电畴受到电场力矩作用而发生转向，迫使自发极化沿电场方向作定向排列。

极化过程可概括为：

• 未极化：晶粒内电畴方向杂乱无章；
• 正在极化：在电场 $E$ 作用下，电畴开始沿电场方向排列；
• 极化后：电畴基本沿电场方向定向排列。

极化的条件与结果

极化处理的关键条件包括：足够高的直流电场、一定的温度、一定的时间。三者共同作用，使电畴转向并趋于定向排列。极化完成后，陶瓷内部保留较强的剩余极化，宏观上呈现净极化，从而具备压电效应。

符号与单位

• 电场强度 $E$，单位伏每米（V/m）；
• 温度 $T$，单位开尔文（K）或摄氏度（℃）；
• 时间 $t$，单位秒（s）。

适用范围

上述电畴转向与极化处理描述适用于人工多晶压电陶瓷，不适用于压电单晶体；压电单晶体的压电机理与压电陶瓷不同。