熱釋電系數(shù)是如何定義?測(cè)量試驗(yàn)儀器?
一、什么是熱釋電系數(shù)?
熱釋電系數(shù)是描述熱釋電材料自發(fā)極化強(qiáng)度隨溫度變化率的物理量。它定義為自發(fā)極化強(qiáng)度( P )隨溫度( T )的變化率 ( \frac{dP}{dT} ),英文名為pyroelectric coefficient。這個(gè)系數(shù)反映了由于溫度變化而引起電介質(zhì)極化強(qiáng)度變化的響應(yīng)關(guān)系的比例系數(shù)。
熱釋電效應(yīng)是指熱釋電晶體的自發(fā)極化強(qiáng)度隨溫度變化而改變的現(xiàn)象,而熱釋電系數(shù)則是表征這種效應(yīng)強(qiáng)弱的參數(shù)。例如,可以用表達(dá)式 ( \Delta P = p \cdot \Delta T ) 來(lái)表示,其中 ( \Delta P ) 是極化強(qiáng)度的變化量,( p ) 是熱釋電系數(shù),( \Delta T ) 是溫度變化量。
測(cè)量熱釋電系數(shù)的方法主要有動(dòng)態(tài)法和靜態(tài)法。動(dòng)態(tài)法通過(guò)調(diào)制樣品溫度(通常是正弦波形式)來(lái)測(cè)量熱釋電系數(shù),而靜態(tài)法則是通過(guò)連續(xù)加熱方式使樣品升溫,測(cè)量熱釋電電荷與溫度的關(guān)系來(lái)求得熱釋電系數(shù)。動(dòng)態(tài)法通常用于測(cè)量某一基準(zhǔn)溫度下的熱釋電系數(shù),而靜態(tài)法測(cè)量的是一個(gè)溫度范圍內(nèi)的平均響應(yīng)。
二、試驗(yàn)儀器:華測(cè)熱釋電系數(shù)測(cè)試儀(動(dòng)態(tài)電流法)
壓電陶瓷除了具有一般介質(zhì)材料所具有的介電性和彈性性能外,還具有壓電性能。壓電陶瓷經(jīng)過(guò)極化處理之后,就具有了各向異性,每項(xiàng)性能參數(shù)在不同方向上所表現(xiàn)的數(shù)值不同,這就使得壓電陶瓷的性能參數(shù)比一般各向同性的介質(zhì)陶瓷多得多。壓電陶瓷的眾多的性能參數(shù)是它被廣泛應(yīng)用的重要基礎(chǔ)。
本設(shè)備可以分析被測(cè)樣品熱釋電系數(shù)隨溫度、時(shí)間變化的曲線,通過(guò)軟件將這些變化曲線的溫度譜、時(shí)間譜等集成一體并進(jìn)行分析測(cè)量并可以直接得出樣品的熱釋電圖譜。對(duì)試樣大小及形狀無(wú)特殊要求,圓片、方塊、長(zhǎng)條、柱形等均可測(cè)量,可廣泛用于鐵電、壓電材料(壓電陶瓷、高分子)以及相關(guān)器件性能的評(píng)價(jià)與測(cè)試。
本試驗(yàn)儀器采用動(dòng)態(tài)電流法測(cè)量壓電陶瓷材料的熱釋系數(shù),熱釋電系數(shù)測(cè)試系統(tǒng)的功能就是實(shí)現(xiàn)對(duì)微弱熱釋電電流信號(hào)和溫度信號(hào)的實(shí)時(shí)測(cè)量。其構(gòu)成可以分為:熱釋電樣品加熱、溫度測(cè)量、升降溫速度控制、熱釋電電流測(cè)量和測(cè)量數(shù)據(jù)處理通過(guò)工業(yè)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理,得出壓電陶瓷材料的熱釋電系數(shù)。
試驗(yàn)儀器參數(shù):
測(cè)量溫度:室溫~200℃;
控溫精度:±0.5℃,
測(cè)溫精度:±0.5℃;
升溫斜率:1-5℃/min(可控);
降溫斜率:1-5℃/min(可控);
電流放大器:AD4530
電流范圍:fA (10?12A)~20mA
電壓采集輸入阻抗:1X1012Ω