Определение коэффициента тепловой диффузии несегнетоэлектрических материалов
Апробация метода по определению коэффициента температуропроводности несегнетоэлектрических материалов проводилась на необожженной пленке ЦТС (толщиной 20 мкм и площадью 25 мм2), нанесенной на кристалл танталата лития (LiTaO3, толщиной 440 мкм и площадью 100 мм2), с нижним сплошным Ni/Cr электродом (толщиной 100 нм).
Верхние серебряные электроды (диаметром ≈1 мм, толщина 1 мкм) находились на поверхности пленки на расстоянии 1 мм друг от друга. Неотожженная пленка ЦТС не обладает спонтанной поляризацией, т.е. ее можно рассматривать, как диэлектрическую несегнетоэлектрическую пленку. Частота модуляции выбиралась, таким образом, чтобы пироотклик с танталата лития без пленки был прямоугольным, т.е. чтобы выполнялось условие (2.12).Формы пироэлектрического сигнала с кристалла танталата лития, на поверхность которого нанесена необожженная пленка ЦТС, рассчитанные по формуле (2.28) и полученные экспериментально, представлены на рисунке 3.14 (кривые 2). Расчетная кривая совпала с экспериментально наблюдаемо при значении коэффициента температуропроводности а = 1,5∙10-7м2/с.
Для сравнения, на этом же рисунке (кривые 1) представлены экспериментально наблюдаемая и расчетная формы пироотклика танталата лития без пленки ЦТС. Наблюдаемое уменьшение средней величины амплитуды пиротока кристалла танталата лития с пленкой по сравнению с
пиротоком кристалла без пленки, можно объяснить поглощением части падающего излучения пленкой.
Рис. 3.14. Сравнение расчетных (а) и экспериментальных (б) форм пироотклика LiTaO3без пленки (кривая 1) и с пленкой ЦТС (кривая 2).
При нанесении полученного значения коэффициента температуропроводности необожженной пленки ЦТС на график зависимости α(d) для сформированных керамик ЦТС (рис.
3.15 (звездочка)), оно находится значительно выше кривой. Т.е. по порядку величины соответствует коэффициенту температуропроводности пленок ЦТС толщиной порядка 300 - 400 мкм. На рисунке 3.16 приведено изображение структуры поверхности необожженной пленки ЦТС полученное на растровом электроном микроскопе. Из сравнения рисунков 3.13 и 3.16 видно, что по плотности компоновке зерен и по их размеру необожженная пленка сравнима с образцом керамики толщиной 600 мкм. Размер ее зерен значительно меньше, чем у образцов толщиной 150 и 240 мкм.Таким образом, мы имеем дополнительное подтверждение высказанной выше гипотезе о том, что именно увеличение размера зерен и их более «рыхлая» упаковка служит причиной уменьшения коэффициента температуропроводности тонкопленочных образцов керамики ЦТС.
Рис. 3.15. Зависимость коэффициента температуропроводности керамических структур на основе ЦТС от толщины (кривая 1) и его значение для необожженного образца (2).
Рис. 3.16. РЭМ изображения поверхности необожженного образца керамики ЦТС. Масштабная метка - 50 мкм.
Еще по теме Определение коэффициента тепловой диффузии несегнетоэлектрических материалов:
- Определение коэффициента тепловой диффузии сегнетоэлектрических пленочных материалов на основе керамики ЦТС
- 1.2 Методы определения коэффициента тепловой диффузии
- К теплофизическим свойствам твёрдых горючих ископаемых обычно относят удельную теплоёмкость, коэффициенты теплопроводности и температуропроводности, коэффициент теплового расширения, а также теплоту сгорания.
- Тема: Дифференциальное уравнение диффузии тепловых нейтронов
- Общие принципы определения тепловых потерь
- Определение тепловых потерь
- 6.2 Определение коэффициентов компетентности экспертов
- 22.3.1. Определение коэффициента размолоспособности по ВТИ
- Определение масштабного коэффициента
- 23.2. Метод определения коэффициента теплопроводности
- 3.4.2 Определение коэффициента неоднородности получаемой смеси.
- 22.3.2. Определение коэффициента размолоспособности по Хардгрову
- Определение коэффициента температуропроводности динамическим методом
- Определение пропускания и коэффициентов ослабления в HK диапазоне длин волн
- 23.1. Метод определения удельной теплоёмкости и коэффициента температуропроводности
- 3.4.1. Пример определения коэффициента неравномерности распределения
- 2.5.1 Погрешности определения коэффициента избытка воздуха а, массовой доли добавляемого водорода в топливе
- ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Погрешности определения коэффициента избытка воздуха и массовой доли водорода в ТВС
- Определение пропускания и коэффициентов ослабления в терагерцовом диапазоне длин волн
- Определение коэффициента температуропроводности с помощью Linseis XFA 500