Способ измерения внутреннего электрического поля в сегнетоэлектрических материалах Советский патент 1985 года по МПК G01R29/08 

Изобретение относится к электрическим измерениям и предназначено для использования при контроле качества изделий из сегнетоэлектриков. Известен способ измерения внутрен него электрического поля в сегнетоэлектрических материалах, заключающийся в приложении к исследуемому образцу внешнего электрического поляЕонеш определении искомого поля с-..„ по петле диэлектрического гисвнатрт резиса LiJ Недостаток известного способа проявляется в низкой точности измерения, обусловленной невозможностью обеспечений удовлетворительной чувствительности устройства, построенного в соответствии с подобным принципом измерения.г Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ измерения внутреннего электрического поля в сегнетоэлектрических материалах 23, предусматривающий экспериментальное определение параметров спонтанной поляризации из петель диэлектрического гистерезиса с посл Д1к)и(ии аналитическим расчетом искомого поля Суть его заключает ся в том, чтб опытным путем определ ют коэффициенты разложения термодинамического потенциала в ряд по сте пеням поляризации и температурную зависимость спонтанной поляризации Величину внутреннего поля Еднчтр тывают ,по формуле вн.тр-л(т-т)р.врЧср% (1) где А, В, С - коэффициенты разложения,, Р(Т) - температурная зависимость поляризации, TO - точка Кюри. К недостаткам указанного способа относятся значительная сложность, обусловленная необходимостью опреде ления трех коэффициентов разложения термодинамического потенциала и тем пературной зависимости поляризации, невысокая точность (погрешность изм рения составляет около 15%) и крайн узкий диапазон рабочих температур (аналитический расчет справедлив лишь при температуре, близкой к точ ке йори). Целью изобретения является упрощение способа, а также повьшгение то ности 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 последунщем аналитическом расчете искомого поля внлтр ) качестве параметров спонтанной поляризации используют времена 1 2 Р ксации, имеющие место при приложении к исследуемому образцу внешнего коммутируемого электрического поля Е,ио в двух различных ВНсш направлениях, а в качестве расчетного используют соотношение - ii/{V i) 2 Е 2Е . BHVTP Времена f релаксации определяют путем снятия временных зависимостей числа скачков переполяризации, фиксации интервалов t и t времени возникновения половины общего числа скачков и деления найденных значений t и -fc f 2. На чертеже приведены временные зависимости общего числа скачков переполяризации для двух различных направлений внешнего коммутируемого электрического поля Egцр , полученные для кристалла триглицидинсульфата, легированного ионами таллия. Способ- реализуется с ледующим образом. Сегнетоэлектрический кристалл, например ТГС : ТС , помещают во внешнее коммутируемое электрическое поле анеш- установке по исследованию эффекта Баркгаузена снимают зависимости общего числа скачков переполяризации во времени N(tl для двух различных направлений внешнего электрического поля Едцеш (кривые 1 и 2) Затем из кривых 1 и 2 вычисляют интервалы t и tj времени возникновения половины общего числа скачков и времена t и fj релаксации tJEn2 ; Подстановкой а также (2), вызначения.„,,.. в соотношение числяеТся искомая величина Ерц.,,. В таблице приведены значенияЕ.., для данного кристалла при различных температурах. j11400 -1т1--г-- , С .C --I-L1- 125 4 20 25 166 5 110 4 19 30 143 100 4 18 35 127 90 3 14 40 117 70 311 45 80 Упрощение способа измерения проявляется в том, что в данном случае 10 614 определяются только времена f и t релаксации спонтанной поляризации (одна термодинамическая величина, .характеризующая материал). Основная погрешность предлагаемого способа связана лишь с определением f и Vи составляет не более 3%, Измерение Е-,,1 рСегнетоэлектрика может производиться при любой температуре, учитывая, что скачок переполяризации происходит при переполяризации относительно малого объема (порядка ) можно сделать вывод о повЕлпенной чувствительности измерительной уста- новки, построенной в соответствии с данным способом.

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.