Werte Gemeinschaft,
Keramiken der HDK-Dielektrika haben unter anderem eine nicht lineare Temperaturabhängigkeit, die am Curie-Punkt ihren Maximalwert erreicht. Bei dieser Temperatur geht aber die interne Dipolstruktur und die polare Ausrichtung des Werkstoffs verloren und er wird eher paraelektrisch.
Paraelektrische Dielektrika haben nur geringe relative Permittivitäten
Keramiken der HDK-Dielektrika haben unter anderem eine nicht
lineare Temperaturabhängigkeit, die am Curie-Punkt ihren
Maximalwert erreicht. Bei dieser Temperatur geht aber die
interne Dipolstruktur und die polare Ausrichtung des
Werkstoffs verloren und er wird eher paraelektrisch.Paraelektrische Dielektrika haben nur geringe relative
Permittivitäten technische Materialien sind und keine idealen, reinen Elektrete. Das äußert sich ja auch darin, dass du einerseits in der Überschrift von einem „Sprung“ schreibst und andererseits ein paar Zeilen weiter von einem „Maximum am Curie- Punkt“. Im Übrigen solltest du deine Kennliniendiagramme mal verlinken. Handelsübliche Keramikkondensatoren zeigen im Bereich der Raumtemperatur ein Maximum der Kapazität und verlieren sowohl beim Abkühlen als auch beim Erhitzen an Kapazität.
Gruß
Peter
Hallo Peter,
zuerst besten Dank für eine schnelle Antwort, jedoch beantwortet das nicht so richtig meine Frage.
Zwei Links zu den ferroelektrischen Keramiken:
https://people.fh-landshut.de/~gsh/data/lehrgebiete/… (Seite4)
http://www.personal.uni-jena.de/~p6fusi2/login/skrip… (S.56)
Mir geht es nicht um ‚Spitzfindigkeit‘ Maximalwert oder Sprung auf … Mir ist bewußt, dass es keine Idealwerkstoffe gibt.
Am Curie-Punkt geht die innere Dipolausrichtung verloren oder ist zumindest sehr viel kleiner. Ein Dielektrikum mit starker Dipolausrichtung hat eine große Permittivität. Ein Dielektrikum mit geringem Dipolcharakter hat eine niedrige Permittivität.
Wie kann es dann sein, dass am Curie-Punkt, wo die Dipolausrichtung von Ordnung in statistische Unordnung übergeht die Permittivität maximal wird. Sie nimmt schon zuvor etwas zu, erreicht einen Spitzenwert und nimmt dann ab ( das Verhalten nach dem Curie-Punkt ist logisch).
Vergleicht man mit dem Ferromagnetismus, dann ist ein Magnet bei der Curietemperatur nicht mehr magnetisierbar, hat die Eigenschaft ‚Magnet‘ verloren. Die Permittivität als Eigenschaft ferroelektrischer Keramik sollte dann also auch verloren sein und nicht größer werden.
Vielleicht ist die Fragestellung jetzt eindeutiger.
Ich darf doch auf eine Antwort hoffen und verbleibe mit freundlichem Gruß
Detlef
Am Curie-Punkt geht die innere Dipolausrichtung verloren oder
ist zumindest sehr viel kleiner. Ein Dielektrikum mit starker
Dipolausrichtung hat eine große Permittivität. Ein
Dielektrikum mit geringem Dipolcharakter hat eine niedrige
Permittivität.Wie kann es dann sein, dass am Curie-Punkt, wo die
Dipolausrichtung von Ordnung in statistische Unordnung
übergeht die Permittivität maximal wird. Sie nimmt schon zuvor
etwas zu, erreicht einen Spitzenwert und nimmt dann ab ( das
Verhalten nach dem Curie-Punkt ist logisch).Vergleicht man mit dem Ferromagnetismus, dann ist ein Magnet
bei der Curietemperatur nicht mehr magnetisierbar, hat die
Eigenschaft ‚Magnet‘ verloren. Die Permittivität als
Eigenschaft ferroelektrischer Keramik sollte dann also auch
verloren sein und nicht größer werden.Vielleicht ist die Fragestellung jetzt eindeutiger.
s. Feynman-Vorlesungen über Physik, Band 2, Kapitel 11, Bariumtitanat. Da ist dieser Effekt exakt beschrieben. Mit Formeln für die Temperaturabhängigkeit.
Gruß
Peter
Hallo D. Mietke,
wenn man die von dir angegebene Literaturstelle:
http://www.personal.uni-jena.de/~p6fusi2/login/skrip… (S.56)
studiert, sind die Vorgänge auf den Seiten 56 und 57 meiner Meinung nach gut erklärt.
Es wird auf diesen Seiten (56 und 57) die Temperaturabhängigkeit der relativen Dielektrikumskonstante (Permittivität) von Bariumtitanat besprochen.
Besonders die: „Abb. 6.6“ auf Seite 57 ist erhellend.
Das was du schreibst:
Wie kann es dann sein, dass am Curie-Punkt, wo die
Dipolausrichtung von Ordnung in statistische Unordnung
übergeht die Permittivität maximal wird. Sie nimmt schon zuvor
findet sich auf den beiden Seiten 56 und 57 nicht.
Die Änderung der relativen Dielektrikumskonstante (Permittivität) von Bariumtitanat
wird dort in Abhängigkeit von sich mit wechselnder Temperatur ändernden Kristallstrukturen besprochen.
Ein Äquivalent zu deinem: „ … von Ordnung in statistische Unordnung übergeht …“ findet sich auf S. 56 und auf S. 57 nicht. Das hast du dir ausgedacht.
Gruß
Tankred
Das was du schreibst:
Wie kann es dann sein, dass am Curie-Punkt, wo die
Dipolausrichtung von Ordnung in statistische Unordnung
übergeht die Permittivität maximal wird. Sie nimmt schon zuvorfindet sich auf den beiden Seiten 56 und 57 nicht.
Die Änderung der relativen Dielektrikumskonstante
(Permittivität) von Bariumtitanat
wird dort in Abhängigkeit von sich mit wechselnder Temperatur
ändernden Kristallstrukturen besprochen.
Ein Äquivalent zu deinem: „ … von Ordnung in statistische
Unordnung übergeht …“ findet sich auf S. 56 und auf S. 57
nicht. Das hast du dir ausgedacht.
Das hat er sich insofern nicht ausgedacht weil in dem anderen Skript auf Seite 4 steht –Zitat „Oberhalb einer gewissen Temperatur, der sog. Curie-Temperatur, endet diese Ordnung und die Polarisierung bricht zusammen.“ - Zitat Ende. Da ist zwar von „statistisch“ nicht die Rede aber so genau nehmen ich es mal nicht.
Umgekehrt könnte man sagen, dass ein äußeres elektrisches Feld oberhalb der . Curie-Temperatur die Gelegenheit hat, durch Elektronen- und Ionenpolarisation „Ordnung“ zu erzeugen. Umso mehr, je näher man sich der Curie-Temperatur von oben nähert. Und das erzeugt dann nach außen den Effekt einer hohen DK. Wenn sich die Ordnung erst mal eingestellt hat gibt es keine so starke Reaktion mehr auf ein äußeres Feld, die DK nimmt ab.
Ich denke die Kombination beider Skripte schafft eine gewisse Unordnung, daher mein Tipp mit dem Feynman.
Gruß
Peter
Hallo Peter,
danke, dass zumindest Du verstanden hast, was ich mit meiner Frage zu verstehen versuchte. Leider bin ich nicht im Besitz der vorgeschlagenen Literatur ‚Feynman‘, noch hat mein ehemaliger Physiker Kollege diese parat und ich bin kein eingetragener Nutzer einer Bibliothek (lohnt nicht).
Wieso sollte die Polarisation am Curiepunkt maximal werden, denn nur durch die optimale Ausrichtung der Dipolmomente im elektrischen Feld kann die Permittivität maximal werden. Oberhalb des Curiepunktes wird das Dielektrikum erwartungsgemäß paraelektrisch und die Permittivität nimmt schnell ab.
Da Dein Tipp aufschlussreich zu sein scheint, vielleicht ist es möglich die entsprechenden Seiten elektronisch als Scan zu erhalten. Ist eine Grauzohne, daher nicht öffentlich sondern privat an meine E-Mai senden: [email protected]
Darf ich darauf hoffen?
Mit freundlichem Gruß
Detlef
Hallo Detlef,
Wieso sollte die Polarisation am Curiepunkt maximal werden,
denn nur durch die optimale Ausrichtung der Dipolmomente im
elektrischen Feld kann die Permittivität maximal werden.
Oberhalb des Curiepunktes wird das Dielektrikum
erwartungsgemäß paraelektrisch und die Permittivität nimmt
schnell ab.
Die optimale Ausrichtung der Dipole durch ein äußeres Feld bekommst du doch, wenn diese auch auslenkbar sind und nicht wenn sie „blockiert“ sind. Sie sind oberhalb der Curie-Temperatur mit steigender Tendenz in Richtung der Curie-Temperatur auslenkbar und dito unterhalb in Richtung der Curie-Temperatur, weil im letzten Fall Blockaden gelockert werden.
Ich werde dir den Auszug aus dem Feynman als pdf zuschicken, bitte ein wenig Geduld.
Folgende Begriffe habe ich bei der Durchsicht der Skripte und des Feynman gefunden: Kristallsystem, Domäne, Polarisierbarkeit, Blockade. Ein Erklärungsansatz daraus könnte sein: Bariumtitanat ist von seinem Aufbau so geschnitzt (kubisch), das sich die Polarisierbarkeit oberhalb der Curie- Temperatur zur Curie Temperatur hin sich ernorm aufschaukeln kann, wegen des kubischen Systems und wegen der geeigneten Atomradien. Insofern ist die Abb 6.4, Seite 55 missverständlich. Die Titanatome können auch oberhalb der Curie-Temperatur durch ein äußeres Feld in z-Richtung ausgelenkt werden. Unterhalb der Curie- Temperatur sind sie von Hause aus schon so ausgelenkt und blockiert, wegen des Wechsels in das tetragonale System und seinen Domänen. Ein äußeres elektrisches Feld bewirkt also in Richtung der z-Achse weniger. Was sich in der DK äußert.
Gruß
Peter