鐵電材料電滯回線的測量

  測量鐵電材料電滯回線的方法通常有兩(liang) 種：衝(chong) 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(yi) 進行記錄，簡便迅速，故人們(men) 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，係統絕緣電阻不小於(yu) 10⁸Ω，超低頻高壓源輸出電壓峰值為(wei) 0~5KV、頻率為(wei) 0.1Hz的正弦波。運算放大器輸入阻抗不小於(yu) 10⁹Ω。標準電容器C_o的直流電阻不小於(yu) 10⁹Ω，一般容量為(wei) 10~30μF。分壓電阻R₁和R₂總阻值不小於(yu) 5MΩ，補償(chang) 電阻R_s根據不同材料選擇不同的電阻值。為(wei) 了避免空氣電擊穿，將試樣要浸沒在矽油中，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，控溫誤差不大於(yu) 2℃，試樣采用全電極、半極化試樣，推薦試樣尺寸為(wei) 直徑d不大於(yu) 20mm，厚度t不大於(yu) 1mm，試樣應保持清潔、幹燥。

         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(yi) ；A一運算放大器；K₁一高壓開關(guan) ；K₂一普通低壓開關(guan) ；C_x一試樣；C_o一標準電容器；R1、R2一分壓電阻；R_s一可調補償(chang) 電阻

  因為(wei) 標準電容器的容量C_o遠大於(yu) 試樣的電容量C_x，所以高壓源輸出電壓幾乎全部加在樣品上，因此，X軸上的電壓正比於(yu) 試樣兩(liang) 端的電壓，而C_o上的電壓（即Y軸電壓）正比於(yu) C_x的電荷Q，記錄儀(yi) 上測得的曲線就是試樣的極化強度P和電場強度E的關(guan) 係曲線，即電滯回線，如圖4.5-10所示。

  測出樣品的電濫回線之後，即可計算該材料的剩餘(yu) 極化強度P_x和矯頻場強應E_c，計算公式如下

  式中，Q為(wei) 電壓為(wei) 零時之總電荷，C；C。為(wei) 標準電容器的電容量，F；V_y為(wei) 從(cong) 原點至E=0處之y軸電壓，V；S_y為(wei) 函數記錄儀(yi) 的y軸靈敏度，V/m；r_y為(wei) 從(cong) 原點到E=0處之y軸讀數，m；A為(wei) 試樣麵積，m²；V_x為(wei) 樣品兩(liang) 端電壓，V；S_x為(wei) 函數記錄儀(yi) 的X軸靈敏度，V/m；r_x為(wei) 從(cong) 原點到P=0處的X軸讀數，m；d為(wei) 高壓源的輸出分壓比；t為(wei) 試樣厚度，m。

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