ЛР5 / 9492_Скотаренко_ЭТ материаловедение_ЛР5
.pdf
4
Рисунок 6. Температурная зависимость для тангенса угла диэлектрических потерь сегнетокерамики.
2) Температурный коэффициент ёмкости и температурный коэффициент диэлектрической проницаемости.
11
Лабораторная работа №5 «Исследование свойствконденсаторныхматериалов»
t, °C |
Неорганическое стекло |
Слюда |
|
Тиконд |
|
полипропилен |
сегнетокерамика |
|||
|
C1, пФ |
tgδ |
C2, пФ |
tgδ |
C3, пФ |
tgδ |
C4, нФ |
tgδ |
C5, нФ |
tgδ |
28 |
1581,4 |
0,0144 |
1301,3 |
0,0143 |
1411,7 |
0,0121 |
2,303 |
0,0512 |
5,015 |
0,1236 |
32 |
1583,8 |
0,0141 |
1301,2 |
0,0168 |
1453,0 |
0,0126 |
2,360 |
0,0589 |
5,122 |
0,0903 |
36 |
1616,4 |
0,0143 |
1320,2 |
0,0143 |
1424,4 |
0,0146 |
2,346 |
0,0549 |
5,756 |
0,0982 |
40 |
1634,9 |
0,0096 |
1306,8 |
0,0142 |
1403,6 |
0,0122 |
2,274 |
0,0523 |
21,475 |
0,2284 |
44 |
1616,8 |
0,0144 |
1321,7 |
0,0167 |
1415,6 |
0,0149 |
2,337 |
0,0548 |
31,505 |
0,227 |
50 |
1615,4 |
0,0146 |
1321,6 |
0,0166 |
1417,9 |
0,0148 |
2,344 |
0,0546 |
16,485 |
0,121 |
60 |
1618,5 |
0,0147 |
1324,7 |
0,0168 |
1396,9 |
0,0150 |
2,333 |
0,0545 |
6,532 |
0,09 |
64 |
1622,3 |
0,0145 |
1327,2 |
0,0170 |
1391,3 |
0,0150 |
2,327 |
0,0547 |
5,889 |
0,086 |
66 |
1623,2 |
0,0145 |
1327,9 |
0,0170 |
1386,3 |
0,0153 |
2,323 |
0,0546 |
5,117 |
0,083 |
70 |
1623,5 |
0,0147 |
1328,2 |
0,0172 |
1382,5 |
0,0151 |
2,320 |
0,0546 |
4,558 |
0,0555 |
72 |
1624,5 |
0,0146 |
1328,8 |
0,0169 |
1379,7 |
0,0150 |
2,317 |
0,0545 |
4,107 |
0,0548 |
76 |
1624,8 |
0,0144 |
1329,8 |
0,0172 |
1375,4 |
0,0151 |
2,313 |
0,0545 |
3,577 |
0,0532 |
80 |
1626,7 |
0,0144 |
1330,6 |
0,0169 |
1370,6 |
0,0151 |
2,308 |
0,0545 |
3,116 |
0,0806 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С0=14,88пФ
α1=3·10-6 К-1, α2=13,5·10-6 К-1, α3=8·10-6 К-1, α4=1,1·10-4 К-1, α5=12·10-6 К-1
3) Температурные зависимости температурного коэффициента диэлектрической проницаемости αε для всех исследованных материалов.
1
Рисунок 7. Температурная зависимость температурного коэффициента диэлектрической проницаемости для неорганического стекла.
13
2
Рисунок 8. Температурная зависимость температурного коэффициента диэлектрической проницаемости для слюды.
14
3
Рисунок 9. Температурная зависимость температурного коэффициента диэлектрической проницаемости для тиконда.
15
4
Рисунок 10. Температурная зависимость температурного коэффициента диэлектрической проницаемости для полипропилена.
16
5
Рисунок 11. Температурная зависимость температурного коэффициента диэлектрической проницаемости для сегнетокерамики.
17
Выводы:
Графики температурной зависимости ёмкости для первых трёх образцов близки к линейным, а для двух последних имеются пики. У неорганического стекла и слюды с повышением температуры увеличивается ёмкость. У тиконда ёмкость уменьшается с ростом температуры. У полипропилена график ёмкости имеет скачок вверх при определённой температуре, после скачка ёмкость уменьшается. У сегнетокерамики график ёмкости также имеет скачок вверх при определённой температуре, после скачка ёмкость уменьшается.
Из графиков ( ( )) заметим, что с ростом температуры у неорганического стекла, у слюды и у полипропилена относительная
диэлектрическая проницаемость увеличивается (т.к. уменьшается), а у тиконда уменьшается (т.к. увеличивается). Относительная диэлектрическая проницаемость сегнетокерамики с ростом температуры сначала увеличивается, но это до определённой температуры (точки Кюри). После относительная диэлектрическая проницаемость резко уменьшается из-за разрушения доменной структуры. (По данным моего протокола всё происходит совершенно наоборот, и это очень странно)
Оценив характер температурных зависимостей , определим преобладающие виды поляризации в исследуемых диэлектриках. Для неорганического стекла характерна ионно-релаксационная поляризация, а для слюды - ионная поляризация, для полипропилена - электронная поляризация, для тиконда характерна электронно-релаксационная поляризация. Для сегнетокерамики сначала увеличивается, а потом резко уменьшается. По мере нагрева материала в нем происходит перестроение кристаллической структуры, и это усиливает поляризацию. Однако постепенно усиливается тепловое хаотическое движение. При достижении температуры, соответствующей точке Кюри, преобладающим фактором является тепловое хаотическое движение. Оно разрушает поляризацию, и диэлектрическая проницаемость резко уменьшается. Для сегнетокерамики характерна спонтанная поляризация.
Сравнив свою работу с другими работами студентов нашей группы, я увидел, что по многим графикам всё не сходится. Я думаю, что в протоколе были грубые ошибки, но искать их довольно проблематично, так что я оставляю обработку всех данных, которые были мне выданы.
18