Materiale Feroelectrice

1.- Scopul Lucrarii

Determinarea dependentei de frecventa si temperatura a permitivitatii complexe relative si studiul efectului piezoelectric pentru materialele ceramice feroelectrice.

2.- Date Experimentale

a).- Determinarea dependetei de frecventa a permitivitatii complexe relative

De 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 .

Se completeaza tabelul 1 cu valorile masurate, si apoi se calculeaza C0S si Qe folosind urmatoarele relatii:

Ultima sectiune a tabelului 1 se completeaza folosind relatiile:

Laux L1 L2 L3 L5 L6 L7 L9 L10 L11 L12

f [Mhz] 0,05 0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 40

CV0 [pF] 389 292 268 399 294 267 400 313 390 329

Q0 620 500 458 405 345 258 287 306 301 252

CV1 [pF] 326 235 214 350 252 223 353 267 344 278

Q1 50 180 139 88 180 119 145 141 149 111

C0S [pF] 63 57 54 49 42 44 47 46 46 51

Qe 8.81 54.90 40.21 13.81 53.77 36.40 34.43 38.43 34.80 30.75

e’ 266.77 241.36 228.66 207.49 177.85 186.31 199.02 194.78 194.78 215.96

e’’ 30.29 4.40 5.69 15.03 3.31 5.12 5.78 5.07 5.60 7.02

0.11 0.02 0.02 0.07 0.02 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03

Se traseaza diagramele , , si diagrama Cole-Cole .

Diagramele

Si:

Si:

Si diagrama Cole-Cole:

b).- Determinarea dependetei de temperatura a permitivitatii complexe relative

Se foloseste un cuptor încalzit de o rezistenta. În acest cuptor se introduce o proba de material feroelectric cu grosimea b = 3 mm si aria armaturilor A = 10 mm. Temperatura din interiorul cuptorului se determina cu ajutorul unui termometru. Proba este conectata la o punte RLC prin intermediul a doua fire conductoare. Se determina variatia lui C0s si R0 în intervalul de temperatura 20 – 100 C. Se calculeaza parametrii de material cu urmatoarele relatii:

unde este fecventa unghiulara a semnalului de lucru al puntii: = 104 rad / s.

Temperatura Curie corespunde maximului curbei , reprezentând temperatura la care dispare ordinea dielectrica din material

Conform teoriei fenomenologice a feroelectricitatii pentru materialele feroelectrice cu tranzitie de faza de ordinl II dependenta permitivitatii relative reale de temperatura este de tipul:

pentru

si pentru .

unde este o constanta fenomenologica.

Stiind ca factorul de calitate al probei este se traseaza diagramele