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鐵電材料電滯回線的測量

日期:2020-08-25瀏覽:2024次

  測量鐵電材料電滯回線的方法通常有兩種:沖擊檢流計描點法和 Sawyer-Tower電路法。第二種方法可用超低頻示波器進行觀察以及用xy函數記錄儀進行記錄,簡便迅速,故人們常常采用。

  采用Sawyer-Tower電路準靜態測試鐵電陶瓷材料電滯回線的測量原理圖(GB/T6426-1999)如圖4.5-30所示,系統絕緣電阻不小于108Ω,超低頻高壓輸出電壓峰值為0~5KV、頻率為0.1Hz的正弦波。運算放大器輸入阻抗不小于109Ω。標準電容器Co的直流電阻不小于109Ω,一般容量為10~30μF。分壓電阻R1和R2總阻值不小于5MΩ,補償電阻Rs根據不同材料選擇不同的電阻值。為了避免空氣電擊穿,將試樣要浸沒在硅油中,根據不同材料和要求可在不同溫度下測量,測量時要求試樣溫度均勻,控溫誤差不大于2℃,試樣采用全電極、半極化試樣,推薦試樣尺寸為直徑d不大于20mm,厚度t不大于1mm,試樣應保持清潔、干燥。

         圖4.5-30準靜態電滯回線測量線路原理圖

  HV一超低頻高壓源;F一函數記錄儀;A一運算放大器;K1一高壓開關;K2一普通低壓開關;Cx一試樣;Co一標準電容器;R1、R2一分壓電阻;Rs一可調補償電阻

  因為標準電容器的容量Co遠大于試樣的電容量Cx,所以高壓源輸出電壓幾乎全部加在樣品上,因此,X軸上的電壓正比于試樣兩端的電壓,而Co上的電壓(即Y軸電壓)正比于Cx的電荷Q,記錄儀上測得的曲線就是試樣的極化強度P和電場強度E的關系曲線,即電滯回線,如圖4.5-10所示。

  測出樣品的電濫回線之后,即可計算該材料的剩余極化強度Px和矯頻場強應Ec,計算公式如下

      

  式中,Q為電壓為零時之總電荷,C;C。為標準電容器的電容量,F;Vy為從原點至E=0處之y軸電壓,V;Sy為函數記錄儀的y軸靈敏度,V/m;ry為從原點到E=0處之y軸讀數,m;A為試樣面積,m2;Vx為樣品兩端電壓,V;Sx為函數記錄儀的X軸靈敏度,V/m;rx為從原點到P=0處的X軸讀數,m;d為高壓源的輸出分壓比;t為試樣厚度,m。

  若要測量某鐵電材料的自發極化強度Ps,可將測得的電滯回線的線性部分外推(或做切線)與y軸(極化強度P軸)交于Ps點,此點的讀數便是自發極化強度。

 

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