Navoiy davlat konchilik isntituti Energo-Mexanika fakulteti

Segnetoelektriklar - tashki maydon taʼsiri boʻlmaganda ham muayyan tra intervalida spontan (oʻz-oʻzidan) qutblanish qobiliyatiga ega boʻlgan dielektrik kristallar. Segnetoelektrikning bu xossasi elektr maydon, deformatsiya, traning ortishi yoki kamayishi kabi taʼsirlar ostida kuchli oʻzgaradi. "Segnoelektrik" termini birinchi marta 1655-yilda sintez qilish yoʻli bilan vino kislotaning natriykaliyli qoʻshaloq tuzi (segnet tuzi) — NaKC4H4O64H2O ni kashf kilgan fransuz dorishunosi E. Senyet (Ye. Seignette, 1632—1698) nomi bilan ataladi. Segnoelektrikning oʻz oʻzidan qutblanish xususiyatini dastlab 1920-yilda segnet tuzlari kristallarida J. Valashek, 1930ylarda rus olimlari V. M. Vul, I.V.Kurchatov va P.P. Kobekolar aniqlagan. Segnoelektrikning elektr xossalari koʻp jihatdan ferromagnetiklarning magnit xossalariga oʻxshashligidan xorijiy adabiyotlarda Segnoelektrik oʻrnida ferroelektriklar termini ishlatiladi. Segnet tuzi, bariy titanat, triglitsinsulfat, digidrofosfat kaliy va Mendeleyev davriy sistemasi elementlarining turli murakkab birikmalari Segnoelektrik hisoblanadi.
Segnetoelektrik xossaga ega boʻlgan kristallarda simmetriya markazi boʻlmaydi, butun musbat ionlar markazi bilan manfiy ionlar markazi mos tushmaydi. Bu esa spontan qutblanishning hosil boʻlishi uchun fizik sharoitni yaratadi.
Segnoelektrik boshqa dielektriklardan quyidagi harakterli xossalari bilan farq qiladi:
1) oddiy dielektriklarda dielektrik kirituvchanlik yer bir necha birlikka (mas, suv uchun yer = 81) teng boʻlsa, Segnoelektrik uchun yer bir necha mingga teng boʻlishi mumkin;
2) yerning qiymati maʼlum travel intervalida kuchli oʻzgarib boradi. Mas, bariy titanat uchun travel 120° dan 80° gacha pasayishida yer ning qiymati 2000 dan 6000 gacha ortib boradi va soʻngra yana kamayib ketadi;
3) Segnoelektrik dielektrik kirituvchanliklari tashki elektr maydon kuchlanganligiga bogʻliq ravishda oʻzgarib boradi, boshqa dielektriklarda esa yer moddani harakterlovchi kattalik boʻlib, maydon kuchlanganligiga bogʻliq emas;
4) elektr maydon oʻzgarganda qutblanish vektori R ning qiymatlari maydon kuchlanganligi £ ning qiymatlaridan kechikib oʻzgaradi. Natijada R, Ye ning ayni vaqtdagi qiymatlarigagina bogʻliq boʻlmay, ilgarigi qiymatlariga qam bogʻliq boʻladi. Segnetoelektrik kristallardagi zaryadlarning oʻzaro taʼsirlashishi natijasida shu zarralarning dipol momentlari spontan ravishda birbirlariga parallel joylashadi. Dipol momentlarining bir xil yoʻnalishi butun kristallga tarqalishi juda kam uchraidigan holdir. Odatda, kristall bir qancha sohalarga boʻlinib, har bir sohadagi dipol momentlar birbirlariga parallel joylashgan boʻladi. Lekin turli sohalarning qutblanish yoʻnalishlari har xil boʻladi, natijada butun kristall boʻyicha olingan natijaviy dipol momenti nolga teng boʻlishi mumkin. Spontan qutblanish sohalari domenlar deb ataladi. Domenlarning qalinligi oʻn mikrometrdan, yuzasi esa bir necha santimetr kvadratdan ortiq boʻladi. Domenlar soni kristall simmetriyasiga bogʻliq. Tashqi elektr maydon taʼsirida domenlarning momentlari yaxlit moment sifatida buriladi va maydon yoʻnalishiga mos joylashadi.
Har qanday Segnoelektrik uchun shunday tra mavjudki, bu tradan yuqoriroq trada modda oʻzining ajoyib xususiyatlarini yoʻqotadi va oddiy dielektrikka aylanib qoladi. Bu trani Kyuri nuqtasi Ts deb ataladi. Segnet tuzining ikkita Kyuri nuqtasi bor: —15° da va +22,5° da; bu tuz shu tra intervalidagina segnetoelektrik xususiyatga ega boʻladi. Agar tra —15° dan past va +22,5° dan yuqori boʻlsa, elektr xossalari oddiy dielektirikdan farq qilmaydi. Kyuri nuqtasida spontan kugblangan holat (qutbli faza) dan spontan qutblanishi yoʻq boʻlgan holat (qutbsiz faza)ga yoki aks yoʻnalishida faza oʻtishi yuz beradi.
Segnoelektrikning pyezoelektrik xossasidan ultratovush nurlatgich, tovush signallarini elektr signallariga aylantiruvchi asboblar, bosim datchiklari, katta sigʻimli kondensatorlar tayyorlash va boshqalarda foydalaniladi.
Segnetoelektriklar deb bir qator ajoyib dielektrik xossalarga ega bo‘lgan va birinchi navbatda, hatto tashqi bo‘lmaganida ham vujudga keladigan, o‘z-o‘zida elektr qutblanish xususiyatiga ega bo‘lgan kristall moddalarga aytiladi. Birinchi marta bu xossalarni fizik olimlar I.V.Kurchatov va P.P. Kobeko, segnet tuzi (NaKC4H4O64H2O) kristallarini tekshirayotganda aniqlagan edilar. Shundan, mazkur sinf dielektriklar uchun segnetoelektriklar nomi kelib chiqqan. Keyinchalik, ba'zi boshqa kristallarning, masalan, bariy titanati, litiy tantalati, kaliy digidrofosfati kristallarining segnetoelektrik xossalarga ega bo‘lishi aniqlandi. Segnetoelektriklar o‘z dielektrik xossalarining anizotropiyasi bilan xarakterlanadi. Masalan, agar elektr maydon muayyan kritallik o‘qlar bo‘lab hosil qilingan bo‘lsa, u holda ε dielektrik doimiy biror haroratlar sohasida maydon kuchlanganligiga kuchli darajada bog‘langan bo‘la boshlaydi va juda katta (ε~10000) qiymatga erishadi. Bundan tashqari, ε kattalik dielektrikning oldingi holatiga bog‘liq bo‘ladi. Dielektrikning segnetoelektrik sohasini chegaralovchi haroratga Kyuri nuqtasi deyiladi. Yuqoriroq haroratlarda moddalarning segnetoelektrik xossalari yo‘qoladi. Ba'zi segnetoelektriklarda ularning ajoyib xossalari harorat bo‘yicha ham yuqoridan, ham pastdan chegaralangan ikkita Kyuri nuqtadi bo‘ladi. Dielektriklarning segnetoelektrik xossalarining sababi nimada? Ma'lum bo‘lishicha, segnetoelektriklarning kristall tuzilishi shundayki, ularning kristallari tarkibiga kirgan molekulalarning o‘zaro ta'siri, ularning dipol elektr momentlarining tartibli orientirlanishiga olib keladi va dielektrikning o‘z-o‘zidan qutblanishi deb ataluvchi hodisa yuz beradi. Mana shuning o‘zi segnetoelektriklarning boshqa dielektriklardan farq qiluvchi asosiy xossasidir. Kristallarda bir xil yo‘nalishli dipol momentlarga ega bo‘lgan kichik sohalar o‘z-o‘zidan vujudga keladi. Ularni domenlar deyiladi. Ayrim domenlarning dipol momentlari tasodifiy ravishda shunday orientirlanganki, bunda, butun kristallning natijaviy momenti nolga teng. Faqat tashqi E (vektorli) elektr maydon ta'sirida dipollar E vektor bo‘ylab bir yo‘nalishda o‘rnashadi.Umuman, segnetoelektriklarning elektr maydondagi xossalari ferromagnetiklarning magnit maydoni xossalariga o‘xshashdir. Shu sababga ko‘ra segnetoelektriklar ba'zan ferroelektriklar deb ham ataladi. Segnetoelektriklar muhim amaliy qo‘llash sohalariga egadirlar. Kondensatorning sig‘imi, uning qoplamlari orasidagi joylashtirilgan dielektrikning ε doimiysiga proportsional bo‘ladi. Shuning uchu katta ε dielektrik singdiruvchanlikka ega bo‘lgan dielektriklardan foydalanib, katta sig‘imli kichik kondensatorlar yasash mumkin. Ammo segnet tuzi bu maqsadga mos kelmaydi: ε ning katta qiymati unda -18 °C dan +24 °C gacha harorat intervalida saqlanaidi xolos. Kondenatorlar esa ancha keng harorat diapazonida ishlashi kerak. Texnikada Kyuri nuqtasi 133 °C atrofida bo‘lgan, ε esa 6000-7000 ga erishadigan bariy titanati asosida tayyorlangan segnetoelektrik kondensatorlar keng ishlatiladi.