Способ измерения внутреннего электрического поля в сегнетоэлектрических материалах

 

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.