Диссертация (Получение, физико-химические и электрофизические исследования однофазных и композитных магнитоэлектриков), страница 13

PDF-файл Диссертация (Получение, физико-химические и электрофизические исследования однофазных и композитных магнитоэлектриков), страница 13 Технические науки (19854): Диссертация - Аспирантура и докторантураДиссертация (Получение, физико-химические и электрофизические исследования однофазных и композитных магнитоэлектриков) - PDF, страница 13 (19854) - Ст2018-01-18СтудИзба

Описание файла

Файл "Диссертация" внутри архива находится в папке "Получение, физико-химические и электрофизические исследования однофазных и композитных магнитоэлектриков". PDF-файл из архива "Получение, физико-химические и электрофизические исследования однофазных и композитных магнитоэлектриков", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "технические науки" из Аспирантура и докторантура, которые можно найти в файловом архиве РТУ МИРЭА. Не смотря на прямую связь этого архива с РТУ МИРЭА, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "остальное", в предмете "диссертации и авторефераты" в общих файлах, а ещё этот архив представляет собой кандидатскую диссертацию, поэтому ещё представлен в разделе всех диссертаций на соискание учёной степени кандидата технических наук.

Просмотр PDF-файла онлайн

Текст 13 страницы из PDF

Пьезоэлектрические исследованияПьезоэлектрический эффект в образцах исследовали методом колеблющейся механической нагрузки. Этот метод основан на измерении амплитуды переменного электрического напряжения, возникающего между электродами72Рисунок 2.4. а, б): Эквивалентная схема пьезоэлектрического образца, соединённого кабелем с измерительной цепью, Co, - ёмкость между гранями пьезоэлектрика, Cc – ёмкость кабеля между жилой и экраном, Cex – входная ёмкостьцепи, Ro – сопротивление пьезоэлектрика, Rc - сопротивление изоляции , Rex –входное сопротивление измерительной цепи, C=Co+Cc+Cex, 1/R=1/Ro+ 1/Rc+1/Rex; в): амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики пьезопреобразователя; г): частотные зависимости чувствительности Sa = Upm/a (a – ускорение) пьезоэлектрического акселерометра при разных значениях Rg, Cg.UTЭлектропитаниенагревателя(Б5-7)PCс интерфейсной платойВольтметр(В7-40/5)ЛА-70XYсамописец(Endim) Upm(UT)питанияСъемныйгрузТермопараИсследуемыйобразецУстройствоизменениятемпературыобразцав области100-700 КLCRизмеритель(Е7-14)ПьезосигналUpm- UpПредусилитель(UNIPAN233.6)Усилитель(нановольт метр UNIPAN232В)Детектор(измерительотношенийнапряжений- В7-6)Генератор(Г6-27)ЧастотомерОсциллограф(С65А) Up(t)(ЧЗ-54)(0,05-200 кГц)Пьезоэлектрический вибраторИзмерительная ячейкаРисунок 2.5.

Блок-схема установки для изучения пьезоэлектрического эффекта.образца при воздействии на него переменного механического напряжения, создаваемого колеблющимися грузами [119]. Механическая нагрузка определялась73при этом из результатов аналогичных измерений на образцах x-среза кристаллакварца, пьезомодуль которого известен и равен d′33e=d11(α-SiO2)=2,3 пКл/Н.Из анализа эквивалентной схемы пьезоэлектрического образца (рис. 2.4),соединённого кабелем с измерительной цепью, следует, что зависимости амплитуды Upm выходного напряжения и разности фаз  между пьезоэлектрическим напряжением и действующей силой задаются выражениями [119]:Upmi=[(Ai/A3)d3i′Fm/Cgi]∙[RgiCgi/(1+Rgi2Cgi2)1/2];i = /2 - arctg(RgiCgi).(2.4)(2.5)Из этих выражений следует, что напряжение не будет зависеть от частоты толькопри частотах, намного превышающих величину gi= 1/gi = 1/RgiCgi, (Rgi, Cgi – эквивалентные ёмкость и сопротивление измерительной цепи с образцом, gi=RgiCgi– постоянная времени цепи).

В этом случае оно будет равно:Upmi=(Ai/A3)d3i′Fm/Cgi.(2.6)Амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики пьезоэлектрического образца, включённого в измерительную цепь, представлены на рис. 2.4, в.Частотная зависимость чувствительности Sa=Upm/a (a – ускорение) пьезоэлектрического акселерометра при разных значениях Rgi, Cgi приведена на рис. 2.4г. Этот рисунок даёт представление о порядках величин gigi=1/gi.Входное сопротивление Ra, используемого в настоящей работе предусилителя UNIPAN, составляет 10 МОм.

Общая ёмкость входа предусилителя, кабелейи ячейки без образца составляет ~80 пФ. Поэтому при сопротивлениях исследуемого образца, превышающих 109 Ом, постоянная времени цепи gi=RgiCgi будетравна ~0,8 мc. Отсюда следует, что амплитуда выходного пьезоэлектрическогосигнала не будет зависеть от частоты при f > 1/(2RgiCgi) ≈200 Гц.Значения пьезомодулей исследуемых образцов рассчитывали по формулеd′33 = d′33e(Upm/Upme)(Cg/Cge), где Upm и Upme - напряжения, генерируемые изучаемым образцом и кристаллом кварца, Cg и Cge - ёмкости цепи с включенным внеё исследуемым образцом и с кристаллом x-среза кварца соответственно.742.7. Изучение термостимулированных токовТемпературно-временные зависимости термостимулированных токов(ТСТ), являющихся для поляризованных образцов токами термостимулированной деполяризации (ТТСД), измеряли в режиме короткого замыкания электрометром В7-30, к входу которого подсоединяли электроды образца. Измеренияпроводили при непрерывном изменении температуры образца со скоростьюdT/dt = 0,1 – 0,8 К/c в диапазоне 100 – 800 К или при постоянной температуре сиспользованием специальной вакуумированной измерительной ячейки.Термостимулированные токи возникают при повышении температурыкристаллов с дефектами, они обусловлены перераспределением зарядов на дефектах [120].

Термостимулированные токи наблюдаются в кристаллах практически всех диэлектриков, в том числе и в центросимметричных кристаллах, в которых пироэлектрический эффект запрещён симметрией.2.8. Пироэлектрические исследованияТТСД полярных структур состоят из двух основных компонентов – пироэлектрической Ip и термостимулированной IT.

При высоких температурах, всвязи с ростом проводимости образца, преобладают термостимулированныетоки IT, вызванные перераспределением зарядов на дефектах образца [120]. Вобласти низких температур обычно преобладают пироэлектрические токи Ip.Пироэлектрический эффект в образцах исследовали квазистатическимметодом [121 - 123] в области температур 80 − 500 K с помощью специальной измерительной ячейки и электрометра В7-30 или В7-57/1.Эквивалентная схема пироэлектрического образца, подключённого кусилителю сигнала, при исключении из рассмотрения случая работы пироэлектрика на частотах собственного механического резонанса, представляется в виде параллельно соединённых генератора токаI = dQs/dt = d(A∙Ps)/dt = A(dPs/dT)(dT/dt) = pA(dT/dt),(2.7)конденсатора Cs и резистора Rs, характеризующих пироэлектрический образец,а также конденсатора Ca и резистора Ra входной цепи усилителя (Ps – спон-75Рисунок 2.6.

Простейшая эквивалентная схема замещения пироэлектрическогокристалла, подключённого к нагрузочной цепи (A и d – приёмная площадь итолщина кристалла, Cs и Rs – его эквивалентные ёмкость и сопротивление, Ca и Ra– ёмкость и сопротивление нагрузки).Рисунок 2.7. Функциональная схема установки для изучения пироэлектрического эффекта квазистатическим методом.танная поляризация, A - площадь электродов образца, dT/dt – скорость изменения температуры) (рис.

2.6). Уравнение Кирхгофа для указанной схемы имеетвид:-Ap(dT/dt) = CgdV/dt + V/Rg,(2.8)где Cg=Cs+Ca, 1/Rg=1/Rs+1/Ra - эквивалентные ёмкость и сопротивление измерительной цепи с образцом. Интегрируя полученное уравнение, находим:76V(t) = -(Ap/Cg)exp(-t/RgCg)∫0texp(/RgCg)(∂T/∂)d.(2.9)Последние два выражения являются основными для описания всех возможных статических и динамических методов измерения пироэлектрическогоэффекта.

Решение уравнений зависит от начальных условий и закона, по которому происходит изменение температуры со временем T(t), а также тепловой постоянной времени образца th (времени установления теплового равновесия в образце в данных условиях измерений).Напряжение V, возникающее на гранях пироэлектрического образца, илиток Ip=V/Rg в цепи образец – электрометр измеряли при непрерывном измененииего температуры с заданной скоростью dT/dt (обычно 2÷8 град/мин).

Измеренияпроводили в условиях, соответствующих малой постоянной времени >>RgCg, врезультате чего выражение для V принимает вид:V = -ApKRg(dT/dt),(2.10)из которого пироэлектрический коэффициент определяется какpK = V/[ARg(dT/dt)] = Ip/[A(dT/dt)].(2.11)В простейшем варианте процесс измерения температурной зависимостипирокоэффициента сводится к следующему. Подводом к образцу теплового потока задаётся скорость изменения его температуры. При этом одновременно регистрируются зависимости Ip(t) и T(t), по которым определяются зависимостиIp(T) и dT(t)/dt, а затем по ним зависимость pK(T)=Ip(T)/[A(dT/dt)], Ip – измеряемый пироэлектрический ток.Существенной отличительной особенностью пироэлектрического тока,связанного с изменением спонтанной поляризации образца, является зависимость его знака от направления изменения температуры образца.

Поэтому пироэлектрическая природа измеряемого тока определялась тем, что переход отрежима нагрева к режиму охлаждения приводил к резкому изменению егознака. Сравнение знаков и абсолютных значений токов, измеренных соответственно в режимах нагрева и охлаждения образца, позволяет оценить величинувкладов в измеряемый ток токов непироэлектрической природы.77Функциональная схема используемого в работе стенда для изучения пироэлектрического эффекта изображена на рис. 2.7.

Исследуемый образец крепитсяв измерительной ячейке, которая экранирует образец от нежелательных внешнихэлектромагнитных помех, а также даёт возможность проводить измерения приразных температурах и при разных составах и давлениях окружающей образецгазовой среды. Возможность создания в ячейке пониженного давления газовойатмосферы позволяет устранить уменьшение поверхностного сопротивления образца из-за действия на него атмосферной влаги, а также улучшить тепловуюизоляцию образца.

В пироэлектрической ячейке предусмотрены возможностиохлаждения образца до ~90 К путём заливки в имеющуюся в ней специальнуюполость жидкого азота, нагрева образца до ~600 К при размещении в полостиячейки нагревательного резистивного элемента. Внутренняя полость ячейки через систему вентилей может подсоединяться к форвакуумному насосу (типаMPW-5), или к баллону с инертным газом, или с воздушной атмосферой.Пироэлектрический образец прижимается к плоской поверхности держателя образца никелевой пружиной рычажкового типа, изолированной от корпусаячейки пластинами из плавленого кварца. Пружина имеет низкую жёсткость, поэтому она не вызывает в образце существенных механических напряжений.

Определяемый в таких условиях пироэлектрический коэффициент соответствует,очевидно, коэффициенту при отсутствии механических напряжений – pK.В режиме измерения тока эквивалентное входное сопротивление электрометра Ra не превышает 2 МОм, что намного меньше сопротивления Rs диэлектрических образцов в обычных условиях. Усиленный электрометромсигнал, пропорциональный пироэлектрическому току, а также сигнал с термопары, измеряющей температуру образца, подаются через интерфейснуюплату на персональный компьютер.2.9. Магнитные измеренияИзмерения магнитного момента и магнитной восприимчивости образцов в области температур 4,2-300 К проводили с помощью вибрационного78магнетометра «Vibrating sample magnetometer» (модель 155) фирмы «Princeton applied research» с низкотемпературной приставкой. Измерения проводили в статическом магнитном поле от 60 до 10000 Э, которое создавалось постоянным электромагнитом, частота вибрации образца составляла 80 Гц.Скорость развёртки магнитного поля составляла 500 Э/с.

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5288
Авторов
на СтудИзбе
417
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее