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使用熱刺激去極化電流(TSDC)測試介電材料, 試驗操作步驟

更新時間:2024-12-04      點擊次數:1379

使用熱刺激去極化電流(TSDC)測試介電材料, 操作步驟:

 

一、樣品制備

 

- 首先要確保介電材料樣品有合適的尺寸和形狀,通常為平板狀,厚度一般在幾十微米到幾毫米之間。例如,對于薄膜介電材料,要將其平整地附著在合適的基底上,且保證樣品表面光滑、干凈,無明顯的劃痕、雜質等。

 

二、電極制備

 

- 在樣品的上下表面要制作電極。對于導電性較好的電極材料,像金屬(如金、銀、鋁),可以通過蒸發鍍膜、濺射鍍膜等方式在樣品表面形成一層均勻的金屬薄膜作為電極。電極要覆蓋樣品表面,并且與樣品緊密貼合,以保證良好的電接觸。

 

三、極化過程

 

- 將制備好電極的樣品放置在測試裝置中,施加一個直流電場進行極化。極化電場的強度和極化時間根據材料的特性和測試目的而定。一般極化電場強度在幾kV/mm到幾十kV/mm之間,極化時間從幾分鐘到幾小時不等。例如,對于某些陶瓷介電材料,可能采用10kV/mm的極化電場,極化時間為30分鐘。

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四、冷卻過程

 

- 極化完成后,在保持電場的情況下將樣品冷卻到低溫,溫度通常在液氮溫度(77K)左右。這個過程是為了“凍結"極化狀態,使材料內部的偶極子和空間電荷保持在極化后的位置。

 

五、去極化測試

 

- 當樣品冷卻到設定的低溫后,撤去極化電場,然后以一定的升溫速率對樣品進行加熱,同時測量樣品的去極化電流。升溫速率一般在1 - 10K/min之間。在加熱過程中,隨著溫度的升高,被“凍結"的偶極子和空間電荷開始重新取向和移動,產生去極化電流,通過靈敏的電流測量裝置(如靜電計)記錄下電流隨溫度變化的曲線,即TSDC曲線。

 

六、數據分析

 

- 根據得到的TSDC曲線,分析曲線的峰值位置、峰值大小、曲線形狀等特征。峰值位置對應的溫度可以反映材料內部不同極化機制的松弛溫度,峰值大小與材料內部的極化電荷量有關,從而可以研究材料的分子運動、極化機制、雜質含量等諸多性質。

 

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