2. Методика эксперимента
Схема экспериментальной установки для измерения и tgδ сегнетоэлектрических керамических материалов с помощью измерителя иммитанса показана на рис. 3.
Рис. 3. Схема установки:
1 – компьютер, используемый для вывода данных с цифрового измерителя иммитанса Е7-20 на экран и их хранения; 2 – измеритель иммитанса Е7-20 для измерения емкости и тангенса угла диэлектрических потерь на частотах от 25 Гц до 1МГц; 3 – электронный цифровой вольтметр В7-21 для регистрации термоЭДС термопары; 4 – нагревательная печь; 5 – держатель образца; 6 – образец; 7 – хромель-алюмелевая термопара для контроля температуры образца; 8 – ЛАТР, предназначенный для регулировки температуры в нагревательной печи.
3. Порядок выполнения работы
Задание. Изучение влияния дисперсности исходных порошков на диэлектрические свойства сегнетокерамики, фазовый переход в ней и определение рода фазового перехода разными способами
1. Изучить технические описания используемых в работе приборов.
2. Собрать схему согласно рис. 3.
3. Установить в держателе изучаемый образец сегнетокерамики и поместить держатель в печь.
4. С помощью измерителя иммитанса Е7-20 при частоте 1000 Гц в режиме циклического нагревания-охлаждения со скоростью 4 К/мин провести измерения емкости сегнетокерамик, синтезированных из шихты с различным размером порошка, в диапазоне температур, охватывающем структурный фазовый переход.
5. Используя температурные зависимости емкости сегнетокерамик и формулу плоского конденсатора, построить температурные зависимости сегнетокерамик.
6. Обнаружить влияние дисперсности исходных порошков на величину сегнетокерамики. Обсудить полученные результаты.
7. По гистерезису зависимостей (T) или его отсутствию при циклическом нагревании-охлаждении сегнетокерамик определить род структурных фазовых переходов в сегнетокерамиках.
8. Перестроить зависимости (T), измеренные в режиме нагревания, в координатах 1/(Т) и найти , Тс и T0. На основании величин и сопоставления Тс и T0 сделать вывод о роде структурных фазовых переходов в сегнетокерамиках.
9. Сравнить наклоны 1/(Т) при T > Tc и T < Tc и с использованием формул (5) и (6) определить род структурных фазовых переходов в сегнетокерамиках.
4. Отчет о работе
Отчет о работе должен содержать:
1. Понятие «фазовый переход». Классификацию и особенности фазовых переходов.
2. Законы «двойки» и «четверки» для сегнетоэлектриков, претерпевающих соответственно фазовые переходы 1-го и 2-го рода.
3. Зависимости (T) в режиме циклического нагревания-охлаждения образцов сегнетокерамик, синтезированных из шихты с различным размером порошка.
4. Зависимости 1/(Т) как результат перестроения зависимостей (T), измеренных в режиме нагревания образцов сегнетокерамик, и определение из них , Тс и T0.
5. Выводы.
5. Контрольные вопросы
1. Что называется фазовым переходом?
2. Фазовые переходы 1-го и 2-го рода в твердых телах и их особенности.
3. Поведение (T) в окрестности точки Кюри.
4. Как и почему дисперсность исходных порошков влияет на величину сегнетокерамики?
5. Способы определения рода структурных фазовых переходов в сегнетокерамиках из диэлектрических измерений.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Гриднев, С.А. Основы физики полярных диэлектриков / С. А. Гриднев. – Саарбрюккен: Палмариум, 2014. – 220 с.
СОДЕРЖАНИЕ
Лабораторная работа № 1. Расчет шихты и изготовление
керамических материалов на ее основе...............................1
Лабораторная работа № 2. Определение усадки,
плотности, пористости и водопоглощения образцов
керамических материалов.....................................................8
Лабораторная работа № 3. Механическая обработка и
металлизация образцов керамических материалов..........14
Лабораторная работа № 4. Влияние дисперсности
исходных порошков на диэлектрические свойства
сегнетокерамики..................................................................19
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению лабораторных работ № 1-4
по дисциплине «Технология специальных материалов
электронной техники» для студентов направления 223200.62 «Техническая физика» (профиль «Физическая электроника») очной формы обучения
Составитель Калгин Александр Владимирович
В авторской редакции
Компьютерный набор А.В. Калгина
Подписано к изданию 16.02.2015.
Уч.- изд. л. 1,7.
ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный
технический университет»