实验一 材料的铁电性能测量

实验一陶瓷的铁电性能测试

1．原理

铁电体是在一定温度范围内含有能自发极化、并且自发极化方向可随外电场可逆转动的晶体。在铁电态下，晶体的极化与电场的关系有图1的形状，称为电滞回线。构成电滞回线的几个重要参数饱和极化强度（自发极化强度）P s、剩余极化强度P r、矫顽电场E c，是衡量铁电体铁电性能的重要参数。

2．实验仪器设备

本实验采用美国Radiant公司生产的铁电测试系统，该系统由精密工作站、高压工作界面（HVI）、10kV高压放大器（HV A）三部分组成。

3．测量步骤

1) 接通测试系统的电源，打开精密工作站的电源开关，起动精密工作站。

2) 按下Ctrl＋Alt＋Del，并输入密码，登录到WindowsNT，系统会自动打开VisionPro 窗口（见图１）。

3）把实验样品夹在样品夹上，并确保样品与样品夹接触良好。

4) 用鼠标选择“QuikLook”菜单下的“Hysteresis”命令，打开一个标题为Hysteresis QuikLook的对话框。（见图2）

5) 在“Hysteresis Task Name”中，写入测量任务的名字。

6) 在对话框的右上边的“V oltage Range”选择中，选择“External Amplifier”中的±10000V olts的选项。

图 1

图 2

7) 在“VMax”中，写入需要对样品加载的电压值。

8) 在“Hysteresis Period”中，写入测量周期。

注：对块状陶瓷样品进行高压铁电性能测试一般需要一段较长的持续时间，所以在“Hysteresis Period”中一般选择300ms～1000ms。

9) 在“Area”中，写入样品的面积；在“Thickness”中，写入样品的厚度。

10) 在对话框的右下边，取消“Auto Amplification”的选择,在“Amp. Level”的选项中选择×0.001的放大倍数，然后在选择“Auto Amplification”。

11) 其它参数不需要修改，采取默认值。

12) 打开高压工作界面（HVI）的电源。

13) 打开高压放大器（HV A）的电源，把电源的开关拨到最上方。

14) 按下OK。

注意：当高压工作界面的“High V oltage Enabled”灯亮的时候，高压工作界面正在对样品加载高压，在“High Voltage Enabled”灯亮的过程中，一定不要靠近样品，更不能触摸样品。

15) 当“High Voltage Enabled”灯灭了以后，弹出一个窗口显示测量结果，测量结果包括电磁回线图和测量数据。

注意：一个测量结束后，要立即关掉高压工作界面的电源，当要进行下一个测量时再打开高压工作界面的电源。

4．数据处理和实验报告

对实验结果中的电磁回线和测量数据进行分析，并进行有关事项的讨论和总结，以及提出建议。