盡管具有熱釋電效應的材料種類很多,但當今實用化的材料僅(jin) 有幾種,如PbTiO3和PZT陶瓷,硫酸三甘肽TGS和LiTiO3單晶等。
表4.5-11列出部分熱釋電材料的性能。其中LiTa03,LiNbO3和SBN(Sr0.5 Ba0.5 Nb2O5)是單晶,PZT(PbZr1-y,TiyO3,y=0.1)和PbTiO3是陶瓷,TGS和PVF2是有機材料。但純PbTiO3燒結困難,必須摻入Bi1/3 TiO3,PhZn1/3Nb2/302,或添加La203和Mn02的組合物,才能獲得對紅外線敏感的實用材料。像TCS等有機晶體(ti) ,從(cong) 2~3μm到長波長,其紅外吸收係數都大,但對PbTiO3和SBN等無機化合物,直到10μm附近的遠紅外區,多數材料都是透明的。若在元件的兩(liang) 邊蒸發上數納米厚的金屬膜電極,將產(chan) 生由膜引起的紅外吸收。因此,為(wei) 了獲得足夠高的探測靈敏度,需在探測元件表麵上附加紅外吸收膜。
表4.5-11 部分熱釋電材料的性能
材料名稱 | 熱釋電係數 /C.cm-2·K-1 | 相對介電常量ε | 居裏溫度Tc/℃ | P/(εC′) /C.cm∙J-1 |
TGS LiTao3 PZT PbTio3 PVF2 SBN LiNbo3 | 4.8x108 2.3 2.0 6.0 0.24 6.5 0.4 | 35 34 380 200 11 380 30 | 49 618 270 470 ~120 115 1200 | 4.6X10-10 1.3 1.1 0.94 0.9 0.8 0.46 |
熱釋電係數測試儀(yi) 基於(yu) 熱釋電動態電流法設計,由溫度控製器、加熱爐體(ti) 、微電流放大器、溫度測試儀(yi) 以及計算機軟件係統組成。溫度控製器控製加熱爐體(ti) 內(nei) 部溫度;樣品的電流信號通過微電流放大器、輸入到計算機;而溫度信號則直接通過溫度測試儀(yi) 傳(chuan) 送到計算機。能測量具有熱釋電性能的單晶、陶瓷、厚膜及薄膜材料樣品, 適用範圍廣。
華測熱釋電係數測試儀(yi) 采用動態電流法測量壓電陶瓷材料的熱釋係數,測熱釋電係數測試係統的功能就是實現對微弱熱釋電電流信號和溫度信號的實時測量。其構成可以分為(wei) :熱釋電樣品加熱、溫度測量、升降溫速度控製、熱釋電電流測量和測量數據處理通過工業(ye) 計算機數據處理,得出壓電陶瓷材料的熱釋電係數。
熱釋電係數測試儀(yi) 可以分析被測樣品熱釋電係數隨溫度、時間變化的曲線,通過軟件將這些變化曲線的溫度譜、時間譜等集成一體(ti) 並進行分析測量並可以直接得出樣品的熱釋電圖譜。對試樣大小及形狀無特殊要求,圓片、方塊、長條、柱形等均可測量,可廣泛用於(yu) 鐵電、壓電材料(壓電陶瓷、高分子)以及相關(guan) 器件性能的評價(jia) 與(yu) 測試。
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