مواد حديدوكهربائية (فيروكهربائية) Ferroelectric Materials

Posted in :

Akram Amir El Ali

May 6, 2019

مواد حديدوكهربائيـة (فيروكهربائية) Ferroelectric Materials :

هي عوازل سيراميكية مثل ملح روشيل و تيتانات الباريوم و التي تركيبها يسمح لها ان تكون مشابهة للمواد الفيرومغناطيسية . و الحديدوكهربائيـة هي خاصية لبعض البلورات التي لا توصل التيار الكهربائي او العوازل و التي تظهر استقطاب كهربائي تلقائي يمكن عكسه بالاتجاه من خلال تطبيق مجال كهربائي مناسب .

توجد الحديدوكهربائيـة في بعض المعادن مثل الحديد . فذرات الحديد يمكن اعتبارها بأنها مغناطيسات صغيرة ودائما ترتب نفسها في نطاقات تعرف باسم المجالات الحديدية المغناطيسية و التي مكن تدويرها بالاتجاه المناسب من خلال تطبيق مجال مغناطيسي خارجي .

فالمركبات الحديدوكهربائيـة مثل تيتانات الباريوم BaTiO₃ و ملح روشيل تتكون من بلورات بحيث تكون الوحدات التركيبية عبارة عن ثنائية القطب الكهربائي ، أي أن في كل وحدة تكون مراكز الشحنة السالبة و الموجبة مفصولتين عن بعضها البعض .

خصائص مواد حديدوكهربائيـة (فيروكهربائية)

في بعض البلورات تكون هذه ثنائية القطب الكهربائي مصفوفة تلقائيا في نطاقات تعرف باسم المجالات و في البلورات الحديدوكهربائيـة يمكن تدوير تلك المجالات في اتجاه واحد من خلال تطبيق مجال كهربائي قوي . و بالطبع عكس المجال الخارجي يعمل على عكس دوران المجالات الحديدوكهربائيـة و خلال عملية التحول غلى الاتجاه الجديد يحدث تأخر أو تخلف بعض الشيء بعد التغير في المجال الكهربائي . و هذا التأخر في الاستقطاب الكهربائي بعد تطبيق المجال الكهربائي يعرف باسم التأخر ( التخلف ) الحديدوكهربي.

و تتوقف الحديدوكهربائيـة عند حد درجة حرارة معينة تعرف باسم درجة حرارة كيوري ، لان درجة الحرارة العالية تعمل على تهييج ثنائية القطب بدرجة كافية بحيث تلغي القوى التي ترتبها بصورة تلقائية .

و عندما تستقطب معظم المواد ، فإن الاستقطاب المستحث ، P ، يتناسب تقريبًا مع المجال الكهربائي الخارجي المطبق E ؛ لذلك فإن الاستقطاب تعتبر دالة خطية. وهذا ما يعرف باسم استقطاب العازل . بعض المواد ، والمعروفة باسم المواد شبه الكهربية تُظهر استقطابًا غير خطي معززا أكثر . و السماحية الكهربائية المرتبطة لميل منحنى الاستقطاب ، ليست ثابتة كما هو الحال في المواد العازلة ولكن هي دالة في المجال الكهربائي الخارجي.

و بالإضافة إلى كونها غير خطية ،فإن المواد العازلة كهربائيا تُظهراستقطابًا غير صفري تلقائيًا حتى عندما يكون الحقل المطبق E صفراً. و السمة المميزة للحديدوكهربائيـة هي أن الاستقطاب التلقائي يمكن عكسه بواسطة مجال كهربائي قوي يطبق بشكل مناسب في الاتجاه المعاكس.

بوسترات (لوحات) كيميائية بدقة عالية (أكثر من 25 لوحة) من تصميم الأستاذ أكرم أمير العلي

تطبيقات كيميائية من تصميم الأستاذ أكرم امير العلي متوفر للجوالات التي تعمل بنظام أندرويد android على سوق جوجل بلاي google play

1 – تطبيق ملصقات الجدول الدوري باللغة العربية : بطاقات تحتوي على معلومات شاملة و مختصرة في نفس الوقت كل عنصر على حدة (اللغة العربية).

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.akramir2

2 – تطبيق ملصقات كيميائية: ملصقات بتصميم جميل جدا للكواشف و الأدلة و الزجاجيات المستخدمة في المختبر و كذلك ملصقات و بطاقات لخزانات حفظ المواد و الأدوات الزجاجية .

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.akramir

3 – إذا كنت تواجه صعوبة في تحضير المحاليل الكيميائية الأكثر شيوعا في مختبرات الكيمياء و الاحياء، فهذا التطبيق سوف يساعدك كثيرا في تحضير المحاليل :

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.akramir5.chemprep