
【化】 pyroelectric ceramics
ardent; caloric; craze; eager; fever; heat; hot; warm
【化】 heat
【醫】 calor; cauma; febris; fever; fievre; heat; hyperthermia; hyperthermy
phlegmasia; phlegmonosis; pyreto-; pyro-; therm-; thermo-
dispel; explain; let go; release
electricity
【計】 telewriting
【化】 electricity
【醫】 Elec.; electricity; electro-; galvano-
【電】 ceramic
熱釋電陶瓷(Pyroelectric Ceramics)是一種具有熱釋電效應的功能陶瓷材料,其核心特性表現為溫度變化時自發極化強度改變并産生表面電荷。該材料屬于鐵電陶瓷的分支,其晶體結構在居裡溫度以下呈現非中心對稱特性。根據《電子功能材料辭典》(科學出版社,2021版)定義,熱釋電效應需滿足三個條件:晶體存在自發極化、極性軸方向熱膨脹系數差異、材料電阻率足夠高以維持電荷分離。
在漢英對照術語中,"熱釋電"對應"pyroelectric",源自希臘語"pyr"(火)與"electric"(電)的組合,這一譯名由中國材料研究學會在1987年《功能材料命名規範》中确立。其工作原理可通過數學公式表達為: $$ P = p cdot Delta T $$ 其中P為極化電荷密度,p為熱釋電系數(單位C·m⁻²·K⁻¹),ΔT為溫度變化量。典型材料包括改性锆钛酸鉛(PZT)和钽酸锂(LiTaO₃),其熱釋電系數可達3.5×10⁻⁴ C/m²K(美國陶瓷學會數據,2023)。
該材料主要應用于紅外傳感器(占全球市場份額68%,MarketsandMarkets 2024報告)、非接觸式溫度測量和激光探測領域。根據IEEE 1451.4标準,其性能指标需滿足響應時間<10ms、介電損耗<0.02等技術要求。
熱釋電陶瓷是一種具有熱釋電效應的功能陶瓷材料,其核心特性是能将熱能轉化為電能。以下是綜合多個來源的詳細解釋:
熱釋電效應指材料在溫度變化時,因晶體結構微小形變導緻正負電荷中心偏移,從而産生表面電荷或電壓的現象。這種效應依賴于材料自發極化的特性,且僅存在于非中心對稱的晶體結構中。例如,當材料受熱或冷卻時,其内部極化強度變化會引發電荷分布不平衡。
常見的熱釋電陶瓷材料包括钛酸鉛(PbTiO₃)、鍺酸鉛(PbGeO₃)以及锆钛酸鉛(PZT)等。這些材料需通過強直流電場極化處理,從各向同性轉變為各向異性,并保留剩餘極化,才能表現出顯著的熱釋電效應。
熱釋電效應産生的電荷密度ΔP與溫度變化ΔT的關系可表示為:
$$
Delta P = p cdot Delta T
$$
其中,( p )為材料的熱釋電系數,單位為C/(m²·K)。
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