Extras din laborator

1.Scopul lucrarii

Scopul lucrarii de fata este determinarea dependentei de frecventa si temperatura a permitivitatii complexe relative si studiul efectului piezoelectric pentru materialele ceramice feroelectrice.

Informatii teoretice

Momentul electric nenul al unitatii de volum in absenta unui camp electric exterior este cel care caracterizeaza cel mai bine materialele cu polarizare spontana.

Momentul dipolar spontan este o caracteristica a celulei elementare existente intr-un astfel de metal.

Principiul lui Neumann este cel dupa care polarizatia spontana poate fi incadrata intr-o serie de aspecte necesare studiului, astfel: Simetria structurala a atomului sa constituie un subgrup al clasei de simetrie limita ¥m.

Starea feroelectrica reprezinta o stare de ordine a materiei, rezultata spontan din tendinta catre stabilitate care corespunde unui minim al energiei libere totale a materialului.

Efectul perturbator este fenomenul prin care temperatura influenteaza starea de polarizatie spontana.

Temperatura Curie Tc este temperatura la care agitatia termica distruge starea de ordine dielectrica, materialul pierzandu-si polarizarea sa spontana.Indiferent de structura cristalina a metalului (monocristalina sau policristalina) se contanta ca in aceste metale ordinea dielectrica spontana se caracterizeaza prin formarea de domenii dielectriece in interiorul carora momentele electrice ale celulelor elementare sunt orientate in aceeasi directie si sens.

Materialele feroelectrice care prezinta la nivel macroscopic polarizatie remanenta nenula se caracterizeaza prin efect piezoelectric direct si invers, care consta în interactiunea dintre marimile electrice (intensitatea câmpului electric si inductia electrica ) si marimile mecanice (tensiunea mecanica si deformatia mecanica relativa ). În domeniul liniar, de semnal mic, în regim armonic (când marimile cauza mecanice si electrice variaza sinusoidal în timp) efectul piezoelectric poate fi descris cantitativ prin urmatorul sistem de ecuatii:

[D]=e0[eT][E]+[d][T] (1)

[S]=[dt][E]+[sE][T]

unde

[E] este reprezentarea în complex simplificat a vectorului câmp electric;

[T] - reprezentarea în complex simplificat a tensorului tensiune mecanica;

[D] - reprezentarea în complex simplificat a vectorului inductie electrica;

[S] - reprezentarea în complex simplificat a tensorului deformatie elastica

2. Desfasurarea lucrarii

a)Determinarea dependentei de frecventa a permitivitatii complexe relative

Se foloseste o placheta de PZT cu grosimea b=3mm care se introduce într-un dispozitiv de proba cu aria armaturilor A=80mm2 . Masuratorile se fac cu ajutorul Q-metrului. Pentru fiecare frecventa se foloseste o bobina auxiliara pentru a fi posibila realizarea acordului aparatului. Se executa doua determinari:

fara proba, notându-se capacitatea de acord intern a Q-metrului CV0 si factorul de calitate Q0 ;

utilizând proba din PZT refacându-se acordul si notându-se CV1 si Q1 .