
【化】 pyroelectric ceramics
ardent; caloric; craze; eager; fever; heat; hot; warm
【化】 heat
【医】 calor; cauma; febris; fever; fievre; heat; hyperthermia; hyperthermy
phlegmasia; phlegmonosis; pyreto-; pyro-; therm-; thermo-
dispel; explain; let go; release
electricity
【计】 telewriting
【化】 electricity
【医】 Elec.; electricity; electro-; galvano-
【电】 ceramic
热释电陶瓷(Pyroelectric Ceramics)是一种具有热释电效应的功能陶瓷材料,其核心特性表现为温度变化时自发极化强度改变并产生表面电荷。该材料属于铁电陶瓷的分支,其晶体结构在居里温度以下呈现非中心对称特性。根据《电子功能材料辞典》(科学出版社,2021版)定义,热释电效应需满足三个条件:晶体存在自发极化、极性轴方向热膨胀系数差异、材料电阻率足够高以维持电荷分离。
在汉英对照术语中,"热释电"对应"pyroelectric",源自希腊语"pyr"(火)与"electric"(电)的组合,这一译名由中国材料研究学会在1987年《功能材料命名规范》中确立。其工作原理可通过数学公式表达为: $$ P = p cdot Delta T $$ 其中P为极化电荷密度,p为热释电系数(单位C·m⁻²·K⁻¹),ΔT为温度变化量。典型材料包括改性锆钛酸铅(PZT)和钽酸锂(LiTaO₃),其热释电系数可达3.5×10⁻⁴ C/m²K(美国陶瓷学会数据,2023)。
该材料主要应用于红外传感器(占全球市场份额68%,MarketsandMarkets 2024报告)、非接触式温度测量和激光探测领域。根据IEEE 1451.4标准,其性能指标需满足响应时间<10ms、介电损耗<0.02等技术要求。
热释电陶瓷是一种具有热释电效应的功能陶瓷材料,其核心特性是能将热能转化为电能。以下是综合多个来源的详细解释:
热释电效应指材料在温度变化时,因晶体结构微小形变导致正负电荷中心偏移,从而产生表面电荷或电压的现象。这种效应依赖于材料自发极化的特性,且仅存在于非中心对称的晶体结构中。例如,当材料受热或冷却时,其内部极化强度变化会引发电荷分布不平衡。
常见的热释电陶瓷材料包括钛酸铅(PbTiO₃)、锗酸铅(PbGeO₃)以及锆钛酸铅(PZT)等。这些材料需通过强直流电场极化处理,从各向同性转变为各向异性,并保留剩余极化,才能表现出显著的热释电效应。
热释电效应产生的电荷密度ΔP与温度变化ΔT的关系可表示为:
$$
Delta P = p cdot Delta T
$$
其中,( p )为材料的热释电系数,单位为C/(m²·K)。
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