GB-T 11297.11-1989 热释电材料介电常数的测试方法.pdf

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中华人民共和国国家标准
热释电材料介电常数的测试方法
GB11297.11-89
Test metaod for the dielectric
constant of pyroelectric materials
本标准适用于热释电材枓低频介电常数的测量。
名词术语
本标准所用名词术语符合GB11294《红外探测材料中半导体光电材料和热释电材料常用名词术
语》
2测原理
对于无限大并且电极板与介质间无间黥的平行板电介质电容器,电容量C表示为:
式中:Ee一真空介电常数,E。=8.854×10-F/cm
∈一垂直于极板方向上的介电常数,是无单位物理量;
电极面积
d一电极板间距,即介质样品的厚度,cm。
如果用热释电材料制成此种电容器,则根据(1)式,它的介电常数可表示为
………………(2)
利用电容电桥测出电容量C,即可根据(2)式计算出热释电材料的介电常数E
在测C时,测量引线和样品夹具存在一恒定电容C。,与C成并联状态。因此实测的电容量C应
为
(3
将(3)式中的C代入(2)式,则介电常数的最终表达式为
oAC测一C)
电●电由中看
(4)
任何热释电材料的介电常数都是各向异性的,而根据平行板电容器原理所测出的介电常数应是垂
直于极板方向的介电常数,因此要求样品一定预先确定方向。
热释电材料都具有压电性,有些还具有铁电性,其介电常数与测试频率有关,同时还与温度、压力、
湿度、测试电压强度以及样品的老化过程有关。因此,在测量低频介电常数时,对上述有关条件应做出明
确规定。
3测试条件
3.1测试环境
3.1.1样品应处于恒温状态,温度波动范围应小于土0.1℃。
中华人民共和国机械电子工业部1988-10-09批准
1990-01-01实施
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GB11297.11-89
1.2样品周围的温度梯度小于0.1C/cm
1.3样品周围湿度应低于60%。气压为当地正常大气压
3.2测试样品
3.2.1样品形状官为方形或圆形,面积A为0.3~0.5cm2,厚度d为0.05~0.10cm
3.2.2样品厚度方向平行于热释电軸,允许偏差士2°。
3.2.3样品表面须经细磨或抛光。对某些具有解理性的材料,若解理面平整,可不进行任何加工处理。
然后覆盖金属电极
3.2.4样品厚度的平均偏差应小于士2%。
3.3样品夹具
电极引线与样品电极的连接采用弹性夹,也可用导电胶连接,弾性夹应能保证与样品电极有良好的
电接触,而且不能对样品产生较人的局部压力。
3.4样品盒
样品盒应用铜或其合金等制成,并妥善接地,对外界电讯号起屏蔽作用。
3.5测量引线
测量引线应采用屏蔽线,屏蔽线必须与电容测量仪器的地和样品屏蔽盒妥善连接。
4电容测量仪器要求
4.1测试频率
测试频率为1kHz士5%。
4.2测试电压
测量仪器的输出电压折算成加在样品上的电场强度,一般应小于5V/(cm,对于极特殊的铁电性材
料,测试电压应尽可能低。
4.3电容的测量精度
电容测量仪器的精度应不低于0.1%
5测步骤
5.1样品处理
5.1.1用酒精或乙謎将未镀电极部分清洗干净。
5,1.2用测量显微镜测量电极面积,至少应测5次,然后取平均值,误差应小于0.5%;用千分表头测量
厚度,在样品表面至少选取五个点进行测量,然后取平均值,误差应小于1%
5.2样品老化和极化处理
将样品两电极短路,在室温干燥空气中放置24h以上。对于具有铁电性的热释电材料,在短路前应
先进行单畴化(极化)处理。
5.3C。的测定
先将样品夹分开,间距与样品厚度相当,然后接好测量引线,测出的电容量则为夹具和引线的电容
量C
5.4C的测定
将样品用样品夹夹好,置于屏蔽盒内,调整恒温器的温度,使其达到预定的温度,在恒温15min后
即可进行测量。所测山的电容量即为该温度下的
5.5E的计算
将测定的A、d、C。和C值代入式(4),即可计算出介电常数。在公布结果时必须指明测试温度。
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GR11297.11-89
测误差
本标准测出的介电常数误差小于2%
附加说明
本标准由山东大学晶体材料研究所负责起草。
本标准主要起草人王民。
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