压电陶瓷的测试--
压电陶瓷片的原理及特性试验

压电陶瓷片的原理及特性试验
极化压电陶瓷片是一种由极化压电陶瓷制成的特殊功能晶体片,具有
优越的振动、放电和电磁屏蔽特性,在各种振动噪声、主被动设备中
有广泛的应用。
一、极化压电陶瓷片的原理
极化压电陶瓷片的原理是:将极化压电陶瓷放置在一定的电场作用下,当外加振动时,它会产生两类变形:即按照电场方向的拉伸变形和横
向剪切变形。
前者产生位移电势,后者产生垂直变形电位,使极化压
电陶瓷得以工作。
二、极化压电陶瓷片的特性试验
1.快速响应特性
极化压电陶瓷片具有快速响应特性,激振后能够迅速响应,具有良好
的冲击特性,可以将外界振动信号快速转换为能量信号。
2.良好的振动特性
极化压电陶瓷片具有良好的振动特性,能克服振动不均匀性,除去不
需要的振动幅度和频率,进而也减弱相应的噪音。
3.良好的电磁屏蔽特性
极化压电陶瓷片在紊乱的电磁环境中仍能有效屏蔽被干扰,具有良好的等效电阻,能将电磁波转换为热能,使被干扰信号受到有效屏蔽。
4.性能稳定
极化压电陶瓷片具有横向剪切室高灵敏度和高稳定度,其中包括拉伸灵敏度和熔化频率的稳定性。
5.容易分离及复原
极化压电陶瓷片容易分离,不会发生损坏,可以进行快速和高效的组装,同时更替的也非常的简单方便。
压电陶瓷性能实验报告

一、实验目的1. 了解压电陶瓷的基本性能、结构、用途、制备方法。
2. 掌握压电陶瓷常见的表征方法及检测手段。
3. 通过实验,掌握压电陶瓷的性能测试方法,并对实验数据进行处理和分析。
二、实验原理压电陶瓷是一种具有压电效应的陶瓷材料,当受到外力作用时,会在其表面产生电荷;反之,当施加电场时,压电陶瓷会产生形变。
压电陶瓷的性能主要包括压电系数、介电常数、损耗角正切、机械品质因数等。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:压电陶瓷样品2. 实验仪器:(1)电容测微仪(2)机械标定仪(3)直流电源(4)扫描隧道显微镜(5)谐振法测定仪(6)准静态法测定仪四、实验步骤1. 样品准备:将压电陶瓷样品清洗干净,并用无水乙醇进行脱脂处理。
2. 压电陶瓷性能测试:(1)电容测微仪测试:将压电陶瓷样品固定在电容测微仪上,通过改变直流电压,观察样品的轴向变形和弯曲变形。
(2)谐振法测定:将压电陶瓷样品固定在谐振法测定仪上,测量样品的频率响应曲线和压电耦合系数。
(3)准静态法测定:将压电陶瓷样品固定在准静态法测定仪上,测量样品的压电常数d33。
3. 数据处理与分析:将实验数据输入计算机,进行数据处理和分析,得出压电陶瓷的性能参数。
五、实验结果与分析1. 电容测微仪测试结果:通过电容测微仪测试,得出压电陶瓷样品的轴向变形和弯曲变形与电压的关系曲线。
根据曲线,计算出样品的压电系数。
2. 谐振法测定结果:通过谐振法测定,得出压电陶瓷样品的频率响应曲线和压电耦合系数。
根据曲线,计算出样品的介电常数和损耗角正切。
3. 准静态法测定结果:通过准静态法测定,得出压电陶瓷样品的压电常数d33。
根据测定结果,分析样品的压电性能。
六、实验结论1. 压电陶瓷样品具有良好的压电性能,满足实验要求。
2. 实验过程中,通过电容测微仪、谐振法测定和准静态法测定,分别获得了压电陶瓷样品的轴向变形、弯曲变形、频率响应曲线、压电耦合系数、介电常数、损耗角正切和压电常数等性能参数。
压电陶瓷压力与应电压曲线测试分析

5、根据实验数据,计算压电陶瓷片的压电常数等参数。
参考内容二
引言
压电陶瓷是一种具有特殊电学性质的陶瓷材料,具有广泛的应用前景,如超 声波探测、医学成像、传感测量等领域。为了更好地发挥压电陶瓷的特性,本次 演示将对压电陶瓷的特性进行详细分析,并通过实验测试探究其性能表现。
实验测试
为了验证压电陶瓷的特性,我们设计了一系列实验测试。首先,我们选取了 一种常见的压电陶瓷材料,按照一定比例制备成试样。接着,我们对试样进行了 静电力学测试,以评估其压电性能。实验过程中,我们将试样置于应变模式下, 通过调节电压,观察试样的形变情况。同时,我们用万用表测量了试样的电阻值, 以评估其绝缘性能。
背景
压电陶瓷是一种可产生压电效应的陶瓷材料。压电效应是指材料在受到机械 应力作用时,会产生电荷,形成电场;或者在电场作用下,会产生机械形变。压 电陶瓷的这种特性使得它成为一种重要的电子材料,可用于各种能量转换和传感 应用。
特性分析
1、特点
压电陶瓷具有许多特点,如高灵敏度、高分辨率、低噪声等。这些特点使得 压电陶瓷在许多领域中具有独特的应用优势。此外,压电陶瓷的响应时间快、温 度稳定性好,可适用于各种复杂环境。
3、通过对比不同温度下的测试结果,发现温度对压电陶瓷材料的压电性能 也有一定影响,高温条件下材料的压电性能会有所提高。
4、在相同压力下,材料的应电压会随着温度的升高而降低,这可能是由于 高温下材料的热膨胀系数发生变化所致。
参考内容
引言
压电陶瓷片是一种具有压电特性的无机非金属材料,具有优异的机电耦合性 能和频率稳定性。压电陶瓷片的压电特性是指其在受到机械应力时会产生电场, 反之,在电场作用下会产生机械形变。这种特性被广泛应用于超声波换能器、振 动传感器、音频设备等众多领域。本次演示将介绍一种测试与分析压电陶瓷片压 电特性的方法,以期为相关领域的研究与应用提供参考。
压电陶瓷测试方法国标

压电陶瓷测试方法国标压电陶瓷是一种可以产生电荷和电势差的材料,具有压电效应。
为了保证压电陶瓷产品质量的准确性和可靠性,需要进行一系列测试。
以下是压电陶瓷测试的国际标准方法。
1.电感测量法电感测量法用于测量压电陶瓷元件的电感值。
测试时,将元件连接到测试电路中,以确保电感的准确测量。
在测试过程中,应注意保持环境恒温,并校准测试仪器。
2.动态机械特性测试动态机械特性测试用于评估压电陶瓷材料的机械性能。
测试方法包括材料的疲劳寿命测试、应变-力测试、失效测试等。
通过这些测试,可以评估材料的稳定性和可靠性。
3.压电常数测试压电常数是一个重要的参数,用于描述压电陶瓷材料的压电效应。
测试方法包括绝对压电常数和相对压电常数的测量。
测试时需要使用压电测试仪器,并进行准确校准。
4.电压系数测试电压系数是衡量压电陶瓷材料在电压变化下的应变变化的参数。
测试方法包括压电陶瓷材料在不同电压下的应变测量。
测试时,需要使用电压测试仪器,并进行准确校准。
5.热稳定性测试热稳定性测试用于评估压电陶瓷材料在高温环境下的性能。
测试方法包括高温膨胀系数的测量、热导率测试等。
通过这些测试,可以评估材料在不同温度范围内的性能稳定性。
6.密度测量密度测量是评估压电陶瓷材料质量的重要指标。
测试方法包括大小排列法、水排除法、放射射线法等。
测试时,需要选择适当的方法,并使用准确的仪器进行测量。
7.表面形貌测试表面形貌测试用于评估压电陶瓷材料的表面质量和形态。
测试方法包括光学显微镜、扫描电子显微镜等。
通过这些测试,可以评估材料的表面光滑度和微观结构。
以上是压电陶瓷测试的国际标准方法。
这些测试方法可以帮助生产厂家确保产品质量的可靠性和一致性,以满足市场需求和客户需求。
材料测试方法举例——压电陶瓷

材料测试方法举例——压电陶瓷压电陶瓷是一种能够产生压电效应的陶瓷材料,具有压电、电致伸缩和压电声发射等特性。
为了评估压电陶瓷的性能和质量,需要进行一系列的材料测试方法。
下面是针对压电陶瓷的几种常用测试方法举例,供参考。
1.压电常数测试:压电常数是评价压电陶瓷的重要指标之一,用于描述材料对外力作用下电荷产生的比例关系。
测试之前,首先需将压电陶瓷样品制成规定的尺寸,然后通过设备施加压力,测量在不同压力下的电荷大小,进而计算压电常数。
常用的测试方法包括电荷常数法、弯曲法和悬臂梁法等。
2.电机械耦合系数测试:电机械耦合系数是反映压电陶瓷在电场作用下的振动和机械功率输出之间关系的指标。
测试时,将压电陶瓷样品固定在振动台上,通过施加电压激励材料振动,测量振动的频率和幅值,然后计算电机械耦合系数。
3.管路声发射测试:压电陶瓷可以应用于声发射传感器,用于检测管路中的泄漏或其他故障。
测试时,将压电陶瓷传感器安装在管路上,并进行正常运行的测试过程。
通过监测传感器产生的压电信号变化,可以识别管路中是否存在泄漏或故障。
4.微观结构分析:压电陶瓷的微观结构对其性能具有重要影响,因此需要进行微观结构分析。
常用的方法包括扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等。
通过这些技术,可以观察到材料的晶粒结构、晶格畸变和缺陷等信息,从而评估材料的质量和性能。
5.稳态和瞬态性能测试:为了确定压电陶瓷的稳态和瞬态性能,需要进行相应的测试。
稳态性能测试主要包括电压-位移曲线测试和电压-电荷曲线测试,通过施加不同的电压并测量相应的位移或电荷,来评估材料对电场刺激的响应。
瞬态性能测试主要包括步进响应测试和冲击响应测试,通过输入瞬态电压或冲击信号,测量材料的响应时间和能量转换效率。
上述仅是压电陶瓷测试方法的一小部分举例,实际测试方法应根据具体应用和需求进行选择和设计。
测试方法的选取应考虑准确性、重复性、可靠性和可操作性等因素,以确保对压电陶瓷材料进行准确全面的评估。
[2017年整理]实验十一压电陶瓷介电性能测定--4-13日修改
![[2017年整理]实验十一压电陶瓷介电性能测定--4-13日修改](https://img.taocdn.com/s3/m/9700fd1adf80d4d8d15abe23482fb4daa58d1d39.png)
实验十一 压电陶瓷介电性能测定实验名称:压电陶瓷介电性能测定 实验项目性质:普通实验 所涉及课程:电子材料 计划学时:2学时 一 、实验目的1. 通过实验了解电介质介电常数与介质损耗角正切tgδ 的概念和物理意义;2. 熟悉用LCR 型电桥测量电容器的电容量及介质损耗角正切的方法;3. 通过实验了解不同类型的介质材料其tgδ随频率的变化特性。
二、实验内容1. 实验老师介绍使用TH2810B 系列LCR 型电桥;2. 测试压电陶瓷的介电常数。
三、实验(设计)仪器设备和材料清单TH2810B 系列LCR 型电桥、压电陶瓷晶片、千分尺等。
四、实验原理根据电介质理论,各种电介质在电场作用下都要发生极化过程,其宏观表现可以用电介质的介电系数来表征。
不同类型的介质材料,由于发生极化的微观机制不同,不仅数值有明显差别,而且与频率的关系也有很大不同。
同样地,由于产生介质损耗的来源不同,各类电介质的tg δ数值及其与频率的关系都表现出各不相同的特点。
实验时,选用要测定的电介质制成电容器作为测量样品,利用LCR 电桥直接测定电容量和损耗角正切值的大小以及与频率的关系,研究介质的极化特性。
在已知样品直径(d )和电介质厚度(t )的条件下,由公式204/r Ct d επε=--C -电容(F ),t 样品厚度(m ),d -样品直径(m ),ε0-真空介电常数8.85×10-12(F/m )。
就能计算出相应的介电系数 。
测试不同频率下电介质的介电系数和损耗角正切tgδ,常用电桥法,其工作原理如图11-1所示。
将试样等效成电容C X 和电阻R X 并联,调节R 4和C N ,使电桥平衡,根据平衡条件可求得:改变测试频率,可获得不同频率下的介电系数和损耗角正切。
其中C N 、R 3为已知标准平衡元件。
图11-1 电桥法测试原理五、实验步骤利用TH2810B系列LCR型电桥测试。
1.用游标卡尺测量样品的厚度t和直径d。
压电陶瓷特性实验报告

压电陶瓷特性实验报告压电陶瓷特性实验报告引言压电陶瓷是一种能够在外力作用下产生电荷的材料,具有广泛的应用领域。
本实验旨在研究压电陶瓷的特性,包括压电效应、介电特性和机械特性等方面。
通过实验,我们可以更深入地了解压电陶瓷的性能和应用潜力。
实验一:压电效应在这个实验中,我们使用了一块压电陶瓷片和一台压电仪器。
首先,我们将压电陶瓷片固定在仪器上,并施加一定的压力。
随后,我们观察到仪器上显示的电压值随着施加的压力而变化。
这说明压电陶瓷具有压电效应,即在外力作用下会产生电荷。
实验二:介电特性为了研究压电陶瓷的介电特性,我们使用了一台电容测试仪。
首先,我们将压电陶瓷片固定在测试仪上,并连接电源。
随后,我们通过改变电源的电压,观察到测试仪上显示的电容值的变化。
这表明压电陶瓷在电场作用下会发生介电极化,导致电容值的变化。
实验三:机械特性在这个实验中,我们使用了一台拉伸试验机。
我们将压电陶瓷片固定在试验机上,并施加一定的拉伸力。
通过改变施加的力大小,我们观察到压电陶瓷片的形变情况。
同时,我们还测量了形变量与施加力的关系。
结果显示,压电陶瓷具有良好的机械特性,能够在外力作用下发生可逆的形变。
实验四:应用潜力通过以上实验的结果,我们可以看出压电陶瓷具有多种特性,具备广泛的应用潜力。
例如,在传感器领域,压电陶瓷可以用于测量压力、温度和加速度等参数。
此外,在声学领域,压电陶瓷可以用于扬声器和麦克风等设备。
还有一些其他领域,如医疗、能源和通信等,也可以应用压电陶瓷技术。
结论通过本次实验,我们深入了解了压电陶瓷的特性。
压电效应、介电特性和机械特性是压电陶瓷的重要特性,为其在多个领域的应用提供了基础。
压电陶瓷的应用潜力巨大,可以为现代科技的发展做出重要贡献。
我们相信,在进一步研究和技术创新的推动下,压电陶瓷将在未来得到更广泛的应用。
压电陶瓷材料测试需要知道的13个基本参数

压电陶瓷材料测试需要知道的13个基本参数压电陶瓷材料是一种具有压电效应的材料,可将机械的压力或应力转化为电能,同时也可以将电能转化为机械的压力或应力。
因此,对于压电陶瓷材料的测试,需要关注以下13个基本参数。
1.介电常数(Dielectric constant):介电常数是指材料在电场作用下的电极化能力,是压电陶瓷材料的一个重要指标。
介电常数越大,材料的电极化能力越强。
2.电容(Capacitance):电容是指单位电压下存储的电荷量,通常以法拉(F)为单位。
对于压电陶瓷材料,电容可以用来判断材料的电性能。
3.压电系数(Piezoelectric coefficient):压电系数是指压电材料产生的电荷与施加在材料上的应力或压力之间的比例关系。
压电系数可以分为压电应力系数和压电应变系数。
4.机械耦合系数(Electromechanical coupling coefficient):机械耦合系数是指压电陶瓷材料在机械和电学特性之间的耦合程度。
该参数描述了材料将电能转化为机械能或将机械能转化为电能的能力。
5.压电应用温度范围(Operating temperature range):压电陶瓷材料在不同温度下的性能是不同的,因此需要确定材料的工作温度范围。
过高或过低的温度可能会影响材料的性能。
6.力常数(Force constant):力常数是指压电材料在单位面积上所承受的力与电压或电荷之间的比例关系。
力常数可以用来描述材料的力学特性。
7.色散(Dispersion):色散是指压电陶瓷材料的压电性能随着频率的变化而产生的变化。
了解材料的色散特性可以优化材料的应用。
8.应力-应变曲线(Stress-strain curve):应力-应变曲线描述了在施加外力或压力时,材料的应力和应变之间的关系。
通过绘制应力-应变曲线,可以获得材料的力学性能。
9.电化学稳定性(Electrochemical stability):压电陶瓷材料应具有良好的电化学稳定性,以确保其在一定电压或电流下不发生电化学反应。
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第二章压电陶瓷测试
2.4 NBT基陶瓷的极化与压电性能测试
2.4.1 NBT基陶瓷的极化
1. 试样的制备
为对压电陶瓷进行极化和性能测试,烧结后的陶瓷需要进行烧银处理。
烧银就是在陶瓷的表面上涂覆一层具有高导电率,结合牢固的银薄膜作为电极。
电极的作用有两点:(1)为极化创造条件,因为陶瓷本身为强绝缘体,而极化时要施加高压电场,若无电极,则极化不充分;(2)起到传递电荷的作用,若无电极则在性能测试时不能在陶瓷表面积聚电荷,显示不出压电效应。
首先将烧结后的圆片状样品磨平、抛光,使两个平面保持干净平整。
然后在样品的表面涂覆高温银浆(武汉优乐光电科技有限公司生产,型号:SA-8021),并在一定温度干燥。
将表面涂覆高温银浆的样品放入马弗炉进行处理,慢速升温到320~350℃,保温15min 以排除银浆中的有机物,快速升温到820℃并保温15min后随炉冷却,最后将涂覆的银电极表面抛光。
2. NBT基压电材料的极化
利用压电材料正负电荷中心不重合,对烧成后的压电陶瓷在一定温度、一定直流电场作用下保持一定的时间,随着晶粒中的电畴沿着电场的择优取向定向排列,使压电陶瓷在沿电场方向显示一定的净极化强度,这一过程称为极化[70]。
极化是多晶铁电、压电陶瓷材料制造工艺中的重要工序,压电陶瓷在烧结后是各向同性的多晶体,电畴在陶瓷体中的排
列是杂乱无章的,对陶瓷整体来说不显示压电性。
经过极化处理后,陶瓷转变为各向异性的多晶体,即宏观上具有了极性,也就显示了压电性。
对于不同类型的压电陶瓷,进行合适的极化处理才能充分发挥它们最佳的压电特征。
决定极化条件的三个因素为极化电压、极化温度和极化时间。
为了确定NBT基压电材料的最佳极化条件,本文采用硅油浴高压极化装置(华仪电子股份有限公司生产,型号:7462)详细研究了样品的极化行为,并确定了最佳的极化条件。
2.4.2 NBT基陶瓷的压电性能测试
1.压电振子及其等效电路
图2.11 压电振子的等效电路
利用压电材料的压电效应,可以将其按一定取向和形状制成有电极的压电器件。
输入电讯号时,若讯号频率与器件的机械谐振频率f r一致,就会使器件由于逆压电效应而产生机械谐振,器件的机械谐振又可以由于正压电效应而输出电讯号,这种器件称为压电振子,广泛用于制作滤波器、谐振换能器件和标准频率振子。
在其谐振频率附近的电特征可用图2.11来表示,它由电容C1,电感L1和电阻R1的串连支路与电容C0并联而成,在谐振频率附近可以认为这些参数与频率无关。
2.压电材料的性能测试
压电参数的测量以电测法为主。
电测法可分为动态法、静态法和准静态法。
动态法是
用交流信号激励样品,使之处于谐振及谐振附近的状态,通过测量其特征频率,并进行适当的计算便可获得压电参量的数值[71]。
本实验采用准静态d 33测试仪(中国科学院声光研究所制造,型号:ZJ-3A )测量样品的压电常数,采用HP4294A 精密阻抗分析仪测量样品的电容C T 与介质损耗tan δ,根据样品的频率-阻抗谱得到串联谐振频率f s 、并联谐振频率f p 和串联谐振电阻R 1,并根据《中华人民共和国国家标准压电陶瓷材料性能测试方法(GB2414-81)》(以下简称为《测试方法》)计算出其它各压电参数的值。
(1) 介电常数ε
介电常数是综合反映电介质材料的介电性质或极化行为的一个宏观物理量,它表示材料两电极间的电介质的电容与真空状态时电容的比值[1]。
本实验采用相对介电常数ε33T /ε0来表征材料的介电性能,作如下计算:
ε33T /ε0= 0εA DC T = 02)2
(·επd C D T 其中,D 为样品的厚度,A 为样品电极面积,d 为样品的直径,C T 为样品的电容,ε0为真空介电常数,其值为8.854×10-12 F/m 。
(2) 介质损耗tan δ
介质损耗主要是由极化弛豫和介质漏电引起的。
通常以电介质中存在一个损耗电阻R n 来表示电能的消耗。
把通过介质的电流分成消耗能量的部分I R 和不消耗能量的部分I C (即通过介质纯电容部分),定义介质损耗正切角为:tan δ= I R / I C = 1 / wCR n (w 代表交变电场的角频率)。
(3) 机械品质因数Q m
机械品质因数Q m 表征压电体谐振时因克服内摩擦而消耗的能量,其定义为谐振时压电振子内储存的电能E e 与谐振时每个周期内振子消耗的机械能E m 之比。
机械品质因数Q m 也是衡量压电陶瓷的一个重要参数,它表示在震动转换时,材料内部能量损耗程度。
不同的压电器件对压电陶瓷材料的Q m 值有不同的要求,多数的陶瓷滤波器要求压电陶瓷的Q m 值要高,而音响器件及接收型换能器则要求Q m 值要低[2]。
根据等效电路和《测试方法》,Q m 可用下式计算:
Q m = )
(21
2221p s
p T s f f f C R πf 其中,C T 为电容,f s 为串联谐振频率,f p 为并联谐振频率,R 1为串联谐振电阻。
(4) 频率常数N
压电材料频率常数N 是指振子谐振频率f r 与主振动方向长度(或直径)的乘积。
由于谐振频率与压电振子主振动方向的长度成反比,所以频率常数N 与振子尺寸无关,只与压电材料的性质、震动模式有关。
对于薄圆片径向伸缩震动模式的压电振子,频率常数N p = f s d 。
其中,f s 为串联谐振频率,d 为样品的直径。
(5) 机电耦合系数k
机电耦合系数k 是表征压电材料的机械能与电能相互转换能力的参数,是衡量材料压电性强弱的重要参数之一。
k 越大,说明压电材料机械能与电能相互耦合的能力越强。
k 定义为:
k 2 = 被转换的电能(机械能)/ 输入的总机械能(电能)
根据《测试方法》,本实验采用HP4294A精密阻抗分析仪测得样品的串联谐振频率f s 和并联谐振频率f p,算出Δf / f s(式中Δf =f s - f p)的值,通过查k p~Δf / f s对应数值表,确定k p的值。
(6) 压电常数d33
压电常数是压电材料把机械能转变为电能或把电能转变为机械能的转换系数,它反映压电材料机械性能与介电性能之间的耦合关系。
压电系数越大,表明材料机械性能与介电性能之间的耦合越强[2]。
本实验采用准静态d33测试仪测量样品的压电常数。
测量原理是将一个低频(几赫兹到几百赫兹)震动的应力同时施加到待测样品和已知压电系数的标准样品上,将两个样品的压电电荷分别收集并作比较,经过电路处理,得到待测样品的d33值,同时表示出样品的极性[71]。
2.5 NBT基陶瓷的铁电性能测试
2.5.1 铁电体的电滞回线
晶体在一定温度范围内具有自发极化,并且自发极化的方向能随外电场转向而转向,这类晶体被称为铁电体。
铁电体的重要特征之一是具有电滞回线(Ferroelectric hysteresis)。
图2.12为铁电体的电滞回线,它表
明外加电场E与极化强度P之间的非线性关系。
当外加电场E增大时,铁电体在外电场方向的极
化强度P也随外电场增大,到C点时达到最大极
化强度P max。
当外加电场减小为0时,铁电体具有的极化强度称为剩余极化强度P r。
将电滞回线的线性部分CD延长,与极化强度轴的交点称为饱和极化强度P s。
改变电场方向至E c时,极化强度才下降为0,E c称为矫顽场[75]。
铁电体的电滞回线能够最全面地反映自发极化的存在及其宏观特性。
电滞回线上所显示的各个特征,对铁电材料的研制、结构的分析、极化条件的选择、铁电体的应用及铁电理论的检验都具有很大的意义。
图2.12 铁电体的电滞回线
2.5.2 NBT基陶瓷的铁电性能测试
测量电滞回线的基本电路位Sawyer-Tower回路。
其基本原理为:在铁电体上施加一个交变电压,观察流过铁电体的电流随外加电场的变化。
流过铁电体的电流分为传导电流和位移电流两部分,传导电流决定于被测铁电材料的漏电,而位移电流主要决定于铁电材料中自发极化(或电畴)的转向情况,反映在电极上自由电荷的变化(dQ/dt)。
由于铁电体的外加电场E与极化强度P之间存在强烈的非线性关系,这种关系也就可以反映在外加电场和位移电流的变化上。
Sawyer-Tower回路测量这两个相互关联的函数,把它们随时间的变化关系显示出来,就得到了铁电材料的P-E电滞回线[70]。
本实验采用Radient Precision Work Station 6000铁电工作站测试NBT基陶瓷样品的电滞回线,并得到铁电性能参数(剩余极化强度P r和矫顽场E c)的数值。