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第一章 晶体的压电性1

第1节 压电性和压电方程组3

一、晶体的压电性3

二、压电方程组5

第2节 压电材料的几个重要参数14

一、介质损耗14

二、机械品质因数15

三、机电耦合系数16

参考资料22

第二章 晶体的热释电性和铁电性24

一、晶体的热释电性25

第1节 热释电效应及其在红外探测方面的应用25

二、热释电材料的应用28

第2节 晶体的铁电性及其应用35

一、晶体的铁电性35

二、铁电体的临界特性38

三、铁电体的压电效应和电致伸缩效应41

四、铁电体的分类43

五、铁电性的应用45

参考资料48

第三章 铁电与压电晶体的光学性质和应用49

一、介电常数随电场的变化51

第1节 电光效应和光弹性效应51

二、折射率受电场的影响(电光效应)52

三、折射率受外加应力的影响(光弹性效应)53

四、折射率同时受电场和应力的影响53

第2节 电光系数和电光晶体55

一、一次电光系数56

二、二次电光系数64

三、电光晶体材料65

第3节 声光晶体67

一、声光偏转和光弹性系数67

二、声光晶体材料70

第4节 非线性光学晶体73

一、晶体的非线性光学效应74

二、二次谐波发生的位相匹配问题77

三、倍频晶体材料80

参考资料81

第四章 钛酸钡83

第1节 钛酸钡的晶体结构及自发极化84

第2节 钛酸钡单晶和陶瓷的制备90

一、钛酸钡单晶的制备90

二、钛酸钡陶瓷的制备93

第3节 钛酸钡的铁电畴和极化反向95

一、铁电畴和畴的运动95

二、畴的极化反向103

第4节 钛酸钡的性能和应用106

一、电容器材料(高介电性的应用)106

二、压电陶瓷材料108

三、钛酸钡半导体陶瓷材料111

四、其他方面114

参考资料115

第五章 锆钛酸铅系压电陶瓷117

第1节 钛酸铅118

一、钛酸铅自发极化的产生118

二、钛酸铅陶瓷的工艺与改性119

三、钛酸铅陶瓷的性能和应用122

第2节 锆钛酸铅压电陶瓷124

一、锆钛酸铅的结构和相图125

二、晶粒和畴结构130

第3节 三元系和四元系压电陶瓷135

第4节 压电陶瓷的改性及实用配方举例146

一、同价元素取代改性147

二、“添加物”的改性152

三、压电陶瓷的实用配方举例165

第5节 锆钛酸铅压电陶瓷的制备及单晶的生长170

一、锆钛酸铅压电陶瓷的制备170

二、锆钛酸铅单晶的生长186

一、经时稳定性188

第6节 压电陶瓷性能稳定性问题188

二、温度稳定性195

参考资料203

第六章 透明铁电陶瓷207

第1节 透明铁电陶瓷的组成和相图208

第2节 透明铁电陶瓷的工艺211

一、通氧热压烧结212

二、化学制备粉料215

第3节 透明铁电陶瓷的物理特性和应用219

一、电控可变双折射223

二、电控可变光散射229

三、电控可变表面形变230

四、电光方面的应用231

五、其他应用238

参考资料239

第七章 铌酸锂和钽酸锂241

第1节 铌酸锂和钽酸锂的晶体结构与性能241

一、晶体的结构241

二、自发极化和电畴245

三、铌酸锂和钽酸锂的物理性能及压电应用249

第2节 铌酸锂与钽酸锂的电光应用和光损伤问题255

第3节 铌酸锂及钽酸锂单晶的制备260

参考资料271

第八章 钨青铜结构晶体及其他铌酸盐铁电材料274

第1节 钨青铜结构的铌酸盐275

第2节 铌酸钡钠和铌酸锶钡等单晶的生长和性能278

一、铌酸钡钠278

二、铌酸锶钡285

三、铌酸钾锂等晶体291

第3节 钙钛矿型铌酸盐晶体293

一、铌酸钾293

二、钽铌酸钾296

第4节 铌酸盐系铁电陶瓷297

一、铌酸钾钠陶瓷298

二、其他铌酸盐陶瓷303

参考资料307

第九章 水溶性铁电晶体310

第1节 KDP类铁电晶体312

一、KDP的结构、性能和自发极化模型312

二、KDP类晶体的电光性能和应用319

三、KDP类晶体的培育326

第2节 TGS类铁电晶体332

一、TGS的结构和自发极化332

二、TGS晶体的培育和应用337

第3节 其他水溶性铁电晶体340

一、罗息盐类及其他酒石酸盐类铁电体341

二、铁电硫酸盐及有关的化合物343

三、硝酸盐和亚硝酸盐345

参考资料347

第十章 几种重要的铁电晶体349

第1节 层状结构化合物钛酸铋349

一、钛酸铋的晶体结构和晶体生长349

二、钛酸铋的铁电畴和应用352

第2节 铁电-铁弹晶体钼酸钆357

一、钼酸钆的结构和物理特性357

二、钼酸钆铁电畴的特性和应用360

第3节 锗酸铅(Pb5Ge3O11)363

第4节 铁电半导体SbSl368

一、SbSl的结构与介电、铁电性质368

二、SbSl的光电导特性370

三、SbSl材料的制备373

第5节 其他几种铁电体375

一、方硼石族375

二、氟化钡钴族375

三、氧化铍376

四、稀土金属锰酸盐378

五、钛酸镧和钛酸钕378

参考资料380

第十一章 反铁电材料383

第1节 反铁电体的结构特点384

一、ADP晶体384

二、锆酸铅386

三、铌酸钠389

第2节 反铁电体应用的原理391

一、贮能应用391

二、换能应用392

第3节 反铁电陶瓷396

参考资料401

第十二章 压电晶体402

第1节 水晶403

一、SiO2的晶体结构404

二、水晶坐标选取方法和压电性能407

三、水晶的切割方位411

四、人工水晶的培育415

第2节 换能用的几种压电晶体425

一、锗酸铋(Bi12GeO20)426

二、镓酸锂430

三、锗酸锂432

四、一水合硫酸锂433

第3节 电光用的几种压电晶体434

一、α碘酸锂434

二、α碘酸439

三、二氧化碲440

四、硅酸铋443

五、氯化亚铜444

参考资料445

第十三章 压电半导体448

第1节 Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体的压电性449

一、闪锌矿型和纤维锌矿型晶格结构449

二、压电效应的等效电荷理论模型451

三、压电半导体的物理性能455

第2节 压电半导体在超声(及微声)器件中的应用457

一、高频超声换能器457

二、声放大器461

第3节 压电半导体的薄膜工艺和晶体生长463

一、硫化镉的制备463

二、氧化锌的制备467

三、氮化铝的制备470

参考资料471

第十四章 总结与展望473

附录Ⅰ、说明晶片取向的标准483

附录Ⅱ、关于单晶的生长工艺489

附录Ⅲ、物理量单位变换496

附录Ⅳ、晶体的32种点群符号497

参考资料498