Способ измерения внутреннего электрического поля в сегнетоэлектрических материалах
Иллюстрации
Показать всеРеферат
1. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛАХ, основанный на определении параметров спонтанной поляризации и последующем аналитическом расчете искомого поляЕ ц р , отличающийся тем, что, с целью упрощения, повышения точности и обеспечения возможности измерения при любой температуре, в качестве параметров спонтанной поляризации используют времена V и f релаксации, имеюпще место при приложении к исследуемому образцу внешнего коммутируемого электрического поляЕр щ в двух различных направлениях , а в качестве расчетного используют соотношение EflH.Tp-2E,«eu| 2-%l/() 2. Способ ПОП.1, отличающийся тем, что времена f и. tj релаксации определяют путем снятия временньк зависимостей числа скачков переполяризации, фиксации интервалов t и i. времени возникновения половины общего числа скачков и де- . ления найденных значений и t. на En 2.
(19) (11) Р1) 6 01 R 29/08
РОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР в II Й
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ в ввтвввнавт вввдвтвъатвт (21) 3647304/24-2.1 (22) 26.09.83 (46) 15.02.85. Бюл. Ф 6 . (72) В.М.Рудяк и .С.ЮвЖаров (71) Калининский государственный университет (53) 621.317. 7(088.8) (56) 1. Keve Е.Т., Вуе К.Ь., Mhipps P.M. Structural inhibition
of ferroelectric switching in triglycine sulfate. "Ferroelectrics", 1971, т. 3, с. 39-48.
2. Гаврилова Н.Д. и др. Спонтанная поляризация и внутренние поля в легированном триглицинсульфате.—
ФТТ, 1981, т ° .23, Ф 6, с. 1775. (54) (57) 1. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛАХ, основанный на определении параметров спонтанной поляризации и последующем аналитическом расчете искомого поля Е „, отличающийся тем, что, с целью упрощения, повышения точности и обеспечения возможности измерения при любой температуре, в качестве параметров спонтанной поляризации используют Времена 1 и 2 релаксации, имеющие место йри приложении к исследуемому образцу внешнего коммутируемого электрического. поля Е ещ в двух различных направлениях, а в качестве расчетного используют соотношение
Еен тр 2 юнещ " 1/(" + )
2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что времена К, и. Ф2 релаксации определяют путем снятия временных зависимостей числа скачков переполяризации, фиксации интервалов 1„ и 1 времени возникновения вю половины общего числа скачков и де- . ления найденных значений 1 и C на Рп 2.
1140061
Изобретение относится к электрическим измерениям и предназначено для использования при контроле качества изделий из сегнетоэлектриков.
Известен способ измерения внутрен- 5 него электрического поля в сегнетоэлектрических материалах, заключающийся в приложении к исследуемому образцу внешнего электрического поля E „ ш и определении искомого поля 10
Е „„ по петле диэлектрического гистерезиса 1
Недостаток известного способа проявляется в низкой точности измерейия, обусловленной невозможностью обеспечения удовлетворительной чувствительности устройства, построенного в соответствии с подобным принципом измерения.;
Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ измерения внутреннего электрического поля в сегнетоэлектрических материалах (23, предусматривающий экспери- 25 ментальное определение параметров спонтанной поляризации из петель диэлектрического гистерезиса с последую@им аналитическим расчетом искомого поля Е н . Суть его заключает= 30 ся в том, чтд опытным путем определяют коэффициенты разложения термодинамйческого потенциала в ряд по степеням поляризации и температурную зависимость спонтанной поляризации.
Величину внутреннего поля E „рассчи тывают,по формуле
E „„р=Л(Т-Т )P+BP +CP, (<) где Д, В, C — коэффициенты разложе- 40 ния, P(Tl — температурная зависимость поляризации, Т вЂ” точка Кюри.
К недостаткам указанного способа относятся значительная сложность, обусловленная необходимостью определения трех коэффициентов разложения термодинамического потенциала и температурной зависимости поляризации, 50 невысокая точность (погрешность измерения составляет около 15X) и крайне узкий диапазон рабочих температур (аналитический расчет справедлив лишь при температуре, близкой к точ- 55 ке Кюри}.
Целью изобретения является упрощение способа, а также повышение точности и обеспечение возможности измерения при любой температуре.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения внутреннего электрического поля в сегнетоэлектрических материалах, основанному на определении параметров спонтанной поляризации и последующем аналитическом расчете искомого поля
Е „„, в качестве параметров спонтанной поляризации используют времена и ь релаксации, имеющие место при приложении к исследуемому образцу внешнего коммутируемого электрического поля E в двух различных направлениях, а в качестве расчет- ного используют соотношение
Времена 7 и релаксации onpez деляют путем снятия временных зависимостей числа скачков переполяризации, фиксации интервалов 1„ и Ф времени возникновения половины общего числа скачков и деления найденных значений 11 и 12 на Ь 2.
На чертеже прйведены временные зависимости общего числа скачков переполяризации для двух различных направлений внешнего коммутируемого электрического поля E „„,,полученВНЕм ные для кристалла триглицидинсульфата, легированного ионами таллия.
Способ реализуется следующим образом.
Сегнетоэлектрический кристалл, например ТГС : Т1, помещают во внешнее коммутируемое электрическое поле
Е не .На установке по исследованию эффекта Баркгаузена снимают зависимости общего числа скачков переполяризации во времени N(tl для двух различных направлений внешнего электрического поля Е неш (кривые t и 2)
Затем из кривых 1 и 2 вычисляют интервалы 1„ и времени возникновения половины общего числа скачков и времена „ и 7 релаксации
„= „ Г
,/Е2 . (3)
Подстановкой „ и 7, а также значениями „ в соотношение (2), вычисляется йскомая величина Е „„ .
В таблице приведены значенияEВН„ для данного кристалла при различных температурах.
1140061
4 20
4 19
125
166
30
110
143
100 4 18 35
127
117
90
3 14
3 11
70.
80
Составитель Л.Морозов Редактор М.Товтин Техред М.Надь .Корректор М.Демчик
Заказ 258/35 Тираж 748 Подписное
ВНЦИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
E В/см Ф, C Yi,С Т, С ЕE ш,В/см
Упрощение способа измерения прояв-, ляется в том, что в данном случае
4 определяются только времена и а
1 2 . релаксации спонтанной поляризации (одна термодинамическая величина, .характеризующая материал). Основная погрешность предлагаемого способа связана лишь с определением и ь
1 2 и составляет не более ЗЖ. Измерение
Яз„„ сегнетоэлектрика может производйться при любой температуре, учиты10 вая, что скачок переполяризации происходит при переполяризации относи- тельно малого объема (порядка 10 мы ) можно сделать вывод о повышенной . чувствительности измерительной установки,.построенной в соответствии с данным способом.