[发明专利]一种弛豫铁电体退极化温度的测量方法及装置

说明书

本发明公开了一种弛豫铁电体退极化温度的测量方法及装置，包括使用阻抗频率分析仪在合适的温度范围内测试厚度方向极化的圆片试样的谐振频率f_r和反谐振频率f_a，获得的f_a最小值即为退极化温度T_d，此时(f_a‑f_r)/f_r急剧减小且趋于零。本发明克服了介电温谱法的不足，所述方法操作简单、快捷，试验设备易于获得，无论弛豫铁电体的弛豫特性强弱如何均可使用该方法精确地获得T_d。

技术领域

本发明涉及测量领域，具体涉及一种弛豫铁电体退极化温度的测量方法及装置。

背景技术

铁电体是一种重要的功能材料，在传感器、换能器、致动器以及电声器件等领域具有广泛的用途。按铁电体相变特性，铁电体可以分成正常铁电体和弛豫铁电体。正常铁电体具有一个明确的二级相变点，即居里温度T_C，温度高于T_C，铁电相转变为顺电相，自发极化消失，介电常数在T_C处达到最大值；弛豫铁电体的二级相变点称为Burns温度(T_B)，温度高于T_B，铁电相转变为顺电相，自发极化消失，介电常数最大值不在T_B处，而是在远低于T_B的另一温度点，称为 T_m。极化后正常铁电体在温度低于T_C时具有剩余极化强度，宏观上表现出压电性，温度高于T_C无压电性。与正常铁电体不同，弛豫铁电体只有在温度低于T_m的一个称为退极化温度T_d时才具有剩余极化强度，宏观上表现出压电性。因此， T_d的精确测量非常重要，直接决定着弛豫铁电体能否实际应用。

以往对退极化温度T_d的测量普遍使用的是介电温谱法，测试样品为极化后的铁电体。该方法通过一定速率线性升温，确定温度低于最大介电常数ε_m峰且最邻近的介电常数峰来获得T_d。当T_d远低于T_m时，介电温谱法不但有效而且非常简单；但当T_d接近T_m时，两个介电峰相互叠加，难以分辨，这时候很难有效测量出T_d。也就是说，介电温谱法测量T_d仅适合具有很强弛豫特性的弛豫铁电体，无法适用于弛豫特性相对较弱的弛豫铁电体。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种弛豫铁电体退极化温度的测量方法及装置。

本发明采用如下技术方案：

一种弛豫铁电体退极化温度的测量方法，包括如下：

使用精密阻抗频率分析仪测试待测试样品的径向谐振频率f_r和反谐振频率f_a；

确定测试温度范围、升温速率及起始温度的保温时间；

启动测试，并获得f_r、f_a和(f_a-f_r)/f_r随温度变化曲线，f_a最小值对应温度即为退极化温度T_d。

进一步，在退极化温度T_d下，(f_a-f_r)/f_r急剧减小且趋于零。

进一步，所述待测试样品为圆片状弛豫铁电体样品。

进一步，在使用精密阻抗频率分析仪测试待测试样品的径向谐振频率f_r和反谐振频率f_a步骤之前，还包括制备样品，两个端面金属化电极，极化后放置 24小时得到待测试样品。