МЭТ лабораторные (3 семестр) / мэт лр 5
.docxМИНОБРНАУКИ РОССИИ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
«ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)
Кафедра микро- и наноэлектроники
ОТЧЕТ
по лабораторной работе № 5
по дисциплине «Материалы электронной техники»
Тема: исследование свойств диэлектрических материалов
Студент гр.
Преподаватель _____________ Лазарева Н.П.
Санкт-Петербург
2019
Температурные зависимости емкости С(T)
Температурные зависимости тангенса угла диэлектрических потерь tgδ
Значения температурного коэффициента емкости
Значения температурного коэффициента диэлектрической проницаемости
Т, ̊С
|
неорганическое стекло |
слюда |
тиконд |
полипроппилен |
сегнетокерамика |
||||||||
αд= |
3,00E-06 |
αд= |
1,35E-05 |
αд= |
8,00E-06 |
αд= |
1,10E-04 |
αд= |
1,20E-05 |
||||
αc, K-1 |
αε, K-1 |
αc, K-1 |
αε, K-1 |
αc, K-1 |
αε, K-1 |
αc, K-1 |
αε, K-1 |
αc, K-1 |
αε, K-1 |
||||
24 |
2,27E-04 |
2,24E-04 |
2,70E-04 |
2,56E-04 |
-9,22E-04 |
-9,30E-04 |
-9,22E-04 |
-1,03E-03 |
2,00E-02 |
2,00E-02 |
|||
32 |
2,27E-04 |
2,24E-04 |
2,69E-04 |
2,56E-04 |
-9,29E-04 |
-9,37E-04 |
-9,29E-04 |
-1,04E-03 |
2,55E-01 |
2,55E-01 |
|||
44 |
2,26E-04 |
2,23E-04 |
2,68E-04 |
2,55E-04 |
-9,42E-04 |
-9,50E-04 |
-9,42E-04 |
-1,05E-03 |
-4,53E-02 |
-4,53E-02 |
|||
58 |
2,25E-04 |
2,22E-04 |
2,68E-04 |
2,54E-04 |
-9,54E-04 |
-9,62E-04 |
-9,54E-04 |
-1,06E-03 |
-3,95E-02 |
-3,95E-02 |
|||
62 |
2,25E-04 |
2,22E-04 |
2,67E-04 |
2,54E-04 |
-9,58E-04 |
-9,66E-04 |
-9,58E-04 |
-1,07E-03 |
-6,77E-02 |
-6,77E-02 |
|||
64 |
2,25E-04 |
2,22E-04 |
2,67E-04 |
2,53E-04 |
-9,61E-04 |
-9,69E-04 |
-9,61E-04 |
-1,07E-03 |
-3,04E-02 |
-3,05E-02 |
|||
68 |
2,25E-04 |
2,22E-04 |
2,67E-04 |
2,53E-04 |
-9,64E-04 |
-9,72E-04 |
-9,64E-04 |
-1,07E-03 |
-4,03E-02 |
-4,03E-02 |
|||
73 |
2,25E-04 |
2,22E-04 |
2,66E-04 |
2,53E-04 |
-9,69E-04 |
-9,77E-04 |
-9,69E-04 |
-1,08E-03 |
-3,30E-02 |
-3,30E-02 |
|||
77 |
2,24E-04 |
2,21E-04 |
2,66E-04 |
2,53E-04 |
-9,72E-04 |
-9,80E-04 |
-9,72E-04 |
-1,08E-03 |
-3,34E-02 |
-3,34E-02 |
|||
80 |
2,24E-04 |
2,21E-04 |
2,66E-04 |
2,52E-04 |
-9,75E-04 |
-9,83E-04 |
-9,75E-04 |
-1,08E-03 |
-1,04E-02 |
-1,04E-02 |
Температурные зависимости αε
Вывод
В ходе лабораторной работы были найдены температурные зависимости емкости материалов, которые прямо пропорциональны изменениям диэлектрической проницаемости.
Неорганическое стекло является линейным диэлектриком и обладает, помимо электронной, ионно-релаксационной поляризацией, поэтому при увеличении температуры диэлектрическая проницаемость и, следовательно, ёмкость растут.
Слюда имеет ионную поляризацию, которая вызывает рост диэлектрической проницаемости с увеличением температуры.
Тиконд имеет ионное строение, в нем возникает ионная поляризация, но из-за особой структуры диэлектрическая проницаемость с ростом температуры уменьшается.
Полипропилен ─ неполярный диэлектрик, обладает только электронной поляризацией, и с ростом температуры проницаемость будет уменьшаться.
В сегнетокерамике наблюдается спонтанная поляризация, поэтому диэлектрическая проницаемость и емкость имеют нелинейную зависимость.
Были построены графики температурной зависимости тангенса угла диэлектрических потерь tgδ. У неорганического стекла и слюды тангенс потерь уменьшается, из чего можно сделать вывод, что релаксационные потери имеют намного больший вклад, чем потери на электропроводность. Полипропилен обладает только потерями н а электропроводность, следовательно тангенс угла диэлектрических потерь экспоненциально растет. Сегнетокерамика обладает очень большими потерями, tgδ достигает значения 0,1.
Также были рассчитаны значения температурных коэффициентов емкости и температурных коэффициентов диэлектрической проницаемости и построены графики их зависимости от температуры для всех диэлектриков. У значений сегнетокерамики наблюдаются максимумы и минимумы, что говорит о нелинейности диэлектрической проницаемости для данного вещества.