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熱釋電材料的性能

更新時(shí)間:2023-06-27      點(diǎn)擊次數(shù):1043

   盡管具有熱釋電效應(yīng)的材料種類很多,但當(dāng)今實(shí)用化的材料僅有幾種,如PbTiO3和PZT陶瓷,硫酸三甘肽TGS和LiTiO3單晶等。

 表4.5-11列出部分熱釋電材料的性能。其中LiTa03,LiNbO3和SBN(Sr0.5 Ba0.5 Nb2O5)是單晶,PZT(PbZr1-y,TiyO3,y=0.1)和PbTiO3是陶瓷,TGS和PVF2是有機(jī)材料。但純PbTiO3燒結(jié)困難,必須摻入Bi1/3 TiO3,PhZn1/3Nb2/302,或添加La203和Mn02的組合物,才能獲得對紅外線敏感的實(shí)用材料。像TCS等有機(jī)晶體,從2~3μm到長波長,其紅外吸收系數(shù)都大,但對PbTiO3和SBN等無機(jī)化合物,直到10μm附近的遠(yuǎn)紅外區(qū),多數(shù)材料都是透明的。若在元件的兩邊蒸發(fā)上數(shù)納米厚的金屬膜電極,將產(chǎn)生由膜引起的紅外吸收。因此,為了獲得足夠高的探測靈敏度,需在探測元件表面上附加紅外吸收膜。


表4.5-11  部分熱釋電材料的性能


材料名稱

熱釋電系數(shù)

/C.cm-2·K-1

相對介電常量ε

居里溫度Tc/

P/(εC′)

/C.cm?J-1


TGS

LiTao3

PZT

PbTio3

PVF2

SBN

LiNbo3



4.8x108

2.3

2.0

6.0

0.24

6.5

0.4


35

34

380

200

11

380

30


49

618

270

470

~120

115

1200


4.6X10-10

1.3

1.1

0.94

0.9

0.8

0.46















   熱釋電系數(shù)測試儀基于熱釋電動(dòng)態(tài)電流法設(shè)計(jì),由溫度控制器、加熱爐體、微電流放大器、溫度測試儀以及計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)組成。溫度控制器控制加熱爐體內(nèi)部溫度;樣品的電流信號(hào)通過微電流放大器、輸入到計(jì)算機(jī);而溫度信號(hào)則直接通過溫度測試儀傳送到計(jì)算機(jī)。能測量具有熱釋電性能的單晶、陶瓷、厚膜及薄膜材料樣品, 適用范圍廣。

   華測熱釋電系數(shù)測試儀采用動(dòng)態(tài)電流法測量壓電陶瓷材料的熱釋系數(shù),測熱釋電系數(shù)測試系統(tǒng)的功能就是實(shí)現(xiàn)對微弱熱釋電電流信號(hào)和溫度信號(hào)的實(shí)時(shí)測量。其構(gòu)成可以分為:熱釋電樣品加熱、溫度測量、升降溫速度控制、熱釋電電流測量和測量數(shù)據(jù)處理通過工業(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)。

   熱釋電系數(shù)測試儀可以分析被測樣品熱釋電系數(shù)隨溫度、時(shí)間變化的曲線,通過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)行分析測量并可以直接得出樣品的熱釋電圖譜。對試樣大小及形狀無特殊要求,圓片、方塊、長條、柱形等均可測量,可廣泛用于鐵電、壓電材料(壓電陶瓷、高分子)以及相關(guān)器件性能的評價(jià)與測試。


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