1、中华人民共和国国家标准热释电材料介电常数的测试方法GB 11 2 9 7 . 11 - 8 9 Test method for th dielectric constant of pyroelectric materials 本标准适用于热释电材料低频介电常数的测量。1 名词术语本标准所用名词术语符合GB11294红外探测材料中半导体光电材料和热释电材料常用名词术i吾儿2 测量原理对于无限大并且电极板与介质间无间隙的平行板电介质电容器，电容量C表示为：C二盹3式中：E。一一真空介电常数，Eo=8. 854 10-1F /cm; 一一垂直于极板方向上的介电常数，是无单位物理量FA一一电极面积，c
2、m2;d一一电极板间距，即介质样品的厚度，cm。如果用热释电材料制成此种电容器，则根据（1）式，它的介电常数可表示为：. ( 1 ) d E一c（2 ) 。A-利用电容电桥测出电容量C，即可根据（2）式计算出热释电材料的介电常数。在测量C时，测量引线和样品夹具存在一恒定电容Co，与C成并联状态。因此实测的电容量C测应为：C测二c+co( 3 ) 将（3）式中的C代入（2）式，则介电常数的最终表达式为：在（C测Co) (4) 任何热释电材料的介电常数都是各向异性的，而根据平行板电容器原理所测出的介电常数应是垂直于极板方向的介电常数，因此要求样品一定预先确定方向。热释电材料都具有压电性，有些还具有
3、铁电性，其介电常数与测试频率有关，同时还与温度、压力、湿度、测试电压强度以及样品的老化过程有关。因此，在测量低频介电常数时，对上述有关条件应做出明确规定。3 测试条件3. 1 测试环境3. 1. 1 样品应处于恒温状态，温度波动范围应小于土0.1。中华人民共和国机械电子工业部1988-10-09批准1990-0个01实施GB 11 2 9 7. 11 - 8 9 3. 1. 2 样品周围的温度梯度小于0.1cm。3. 1. 3 样品周围湿度应低于60%。气压为当地正常大气压。3.2 测试样品3. 2. 1 样品形状宜为方形或圆形，面积A为0.3 0. 5 cm2，厚度d为0.050.10 cm
4、。3. 2. 2 样品厚度方向平行于热择电轴，允许偏差土2。3. 2. 3 样品表面须经细磨或抛光。对某些具有解理性的材料，若解理面平整，可不进行任何加工处理。然后覆盖金属电极。3.2.4 样品厚度的平均偏差应小于士2%。3.3 样品夹具电极引线与样品电极的连接采用弹性夹，也可用导电胶连接，弹性夹应能保证与样品电极有良好的电接触，而且不能对样品产生较大的局部压力。3.4 样品盒样品盒应用铜或其合金等制成，并妥善接地，对外界电讯号起屏蔽作用。3.5 测量引线测量引线应采用屏蔽线，屏蔽线必须与电容测量仪器的地和样品屏蔽盒妥善连接。4 电容测量仪器要求4. 1 测试频率测试频率为1kHz土5%。4.
5、2 测试电压测量仪器的输出电压折算成加在样品上的电场强度，一般应小于5V/cm。对于极特殊的铁电性材料，测试电压应尽可能低。4.3 电容的测量精度电容测量仪器的精度应不低于0.1%。5 测量步骤5. 1 样品处理5. 1. 1 用酒精或乙酷将未镀电极部分清洗干净。5. 1. 2 用测量显微镜测量电极面积，至少应测5次，然后取平均值，误差应小于o.5%；用千分表头测量厚度，在样品表面至少选取五个点进行测量，然后取平均值，误差应小于1%。5.2 样品老化和极化处理将样品两电极短路，在室温干燥空气中放置24h以上。对于具有铁电性的热释电材料，在短路前应先进行单畴化（极化）处理。5.3 C。的测定先将样品夹分开，间距与样品厚度相当，然后接好测量引线，测出的电容量则为夹具和引线的电容量Co。5.4 C测的测定将样品用样品夹夹好，置于屏蔽盒内，调整恒温器的温度，使其达到预定的温度，在恒温15min后即可进行测量。所测出的电容量即为该温度下的C测。5.5 E的计算将测定的A、d、C。和C测值代入式（4），即可计算出介电常数。在公布结果时必须指明测试温度。GB 11 2 9 7. 11-8 9 6 测量误差本标准测出的介电常数误差小于2%。附加说明：本标准由山东大学晶体材料研究所负责起草。本标准主要起草人玉民。
