偏压介电测试主要用于评估材料在指定偏置电场下的介电性能。其工作原理基于对材料在电场作用下的极化响应进行测量分析。
当在待测材料两端施加一个直流偏置电压以及一个交流小信号时,材料内部会发生极化现象。材料的极化来源于多个方面,例如电子位移极化、离子位移极化等。在偏置电场与交流电场共同作用下,材料内部的电偶极矩会随着电场的变化而改变。通过测量流经材料的电流以及材料两端的电压变化,可以获取材料的复电容等关键参数。
具体来说,根据欧姆定律和电容的基本公式推导,在交流小信号下,通过测量电流与电压的相位差以及幅值比,能够计算出材料的电容值。而在存在偏置电压的情况下,材料的电容值并非固定不变,它会随着偏置电场的改变而发生变化。这种变化反映了材料内部的极化状态以及微观结构在电场作用下的调整情况。例如,一些铁电材料在偏置电场下,其畴结构会发生反转或者重新取向,从而引起电容的变化,偏压介电测试能够准确地捕捉到这种变化信息。
偏压介电测试步骤:
1.准备工作
-设备检查:确认测试仪及配件(如电极、导线)完好无损。
-环境检查:确保测试环境符合要求,一般要求环境温度相对稳定(如20±5℃)、湿度适宜(如≤65),并远离强电磁干扰源。
-样品准备:样品应清洁、干燥,无杂质和水分,尺寸符合测试要求,并根据测试需求选择合适的样品尺寸和形状。将样品放置在两个电极之间,确保试样与电极接触良好。
2.设备连接
-电源连接:将测试仪接入稳定电源,确保电压符合设备要求。
-接地保护:确保设备接地良好,避免漏电或电击风险。
-电极安装:根据样品类型选择合适的电极,并正确安装。
3.参数设置
-电压设置:根据测试标准设置初始电压、步进电压和测试电压。
-时间设置:设定测试持续时间(通常为1分钟或按标准要求)。
-电流限制:设置允许电流,防止样品损坏。
4.开始测试
-启动设备:确认参数无误后启动测试仪。
-施加电压:逐步增加电压,观察样品反应。
-数据记录:记录击穿电压、泄漏电流等数据。
5.测试结束
-停止设备:测试完成后,关闭测试仪并断开电源。
-取出样品:小心取出样品,检查是否有击穿或损坏。
-保存数据:保存测试数据,生成测试报告。