电滞回线测试原理:铁电体具有自发极化的特性,其内部存在许多电畴,这些电畴的自发极化方向在一定区域内是相同的。当在铁电体的上下电极间施加电场时,电畴会在外电场的作用下发生转向,从而导致材料的极化强度发生变化。然而,这种极化强度的变化并不与外电场的变化同步,而是呈现出一种滞后的现象,即当电场增加或减小时,极化强度的变化会滞后于电场的变化,这就形成了电滞回线。
从微观角度来看,在外加电场的作用下,原本随机取向的电畴会逐渐趋向于与外电场方向一致排列,从而使极化强度增大。但当电场撤销或反向时,由于材料内部的晶格结构、缺陷等因素的限制,电畴不能恢复到原来的状态,导致强度不能立即降为零,而是存在一定的剩余极化强度。这种电畴转向和恢复过程中的滞后行为,是电滞回线形成的物理本质。
电滞回线测试过程:
1.样品准备:要选择合适的铁电材料样品,并将其制成具有一定尺寸和形状的试样,确保电极与样品之间具有良好的接触,以减小接触电阻和漏电流等对测试结果的影响。通常需要对样品的表面进行处理,如清洁、抛光等,以提高测试的准确性。
2.测试系统搭建:该系统一般包括电源、测量电路、数据采集与处理单元等部分。电源用于提供可调节的电压或电场,以驱动铁电材料的极化;测量电路则用于实时测量样品在不同电场下的极化强度或电荷量等参数;数据采集与处理单元负责将测量得到的数据进行采集、存储和分析,以便绘制出电滞回线。
3.测试操作:在测试过程中,需要对测试系统进行校准和调试,确保测量的准确性和稳定性。然后,将制备好的样品安装在测试装置中,逐渐改变施加在样品上的电场强度,并同时测量相应的极化强度或电荷量等参数。通常需要在正向和反向电场下进行多次测量,以获得完整的电滞回线数据。