ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

В результате проведенного анализа прохождения температурных волн через слоистые структуры с различными термодинамическими характеристиками установлены закономерности прохождения температурной волны через слоистые структуры и разработан новый подход к определению тепловых характеристик материалов на основе пироэлектрических измерений.

На основании полученных результатов были сделаны следующие выводы:

1. На примере анализа форм пироотклика кристалла танталата лития, показана определяющая роль граничных условий, используемых при решении уравнения теплопроводности для температурной волны, распространяющейся в слоистой структуре, и необходимость при их задании учитывать реальные физические условия эксперимента.

2. Экспериментально установлено, что при измерениях в динамическом режиме пироотклик повторяет форму прямоугольных тепловых импульсов, только при условии проникновения температурной волны на глубину не более 1/3 толщины образца.

3. Предложена количественная оценка значения коэффициента

температуропроводности однородно поляризованного образца сегнетоэлектрического материала по формуле:Здесь f-

минимальная частота, при которой форма пироотлика при измерениях TSW методом сохраняет прямоугольную форму, d- толщина образца.

4. Методом математического моделирования показано, что в двухслойной системе несегнетоэлектрик - сегнетоэлектрик форма пироотклика при измерениях TSW методом в начальный момент полупериода определяется толщиной и значением коэффициента температуропроводности несегнетоэлектрического слоя, через который проходит температурная волна. Изменение коэффициента теплопроводности влияет на величину пироотклика, не изменяя его формы. При постоянном отношении толщин слоя и сегнетоэлектрика пироток прямо пропорционален коэффициенту

температуропроводности и обратно пропорционален коэффициенту теплопроводности.

5. Разработан метод оценки значений коэффициента температуропроводности

образцов однородно поляризованных сегнетоэлектрических материалов, расположенных на подложке и тепловых характеристик несегнетоэлектрического материала, расположенного на

сегнетоэлектрическом кристалле путем сравнения расчетных форм пироотклика с наблюдаемыми в эксперименте TSW методом.

6. Выявлены особенности прохождения температурной волны через двухслойную сегнетоэлектрическую систему с противоположным направлением поляризации в слоях - биморф. Экспериментально и с использованием математического моделирования показано, что нижний слой дает вклад в пироотклик только когда отношение толщины верхнего и нижнего слоев не более чем 1:2.

7. Установлено уменьшение (по экспоненциальному закону) коэффициента температуропроводности пленок на основе керамики цирконата-титаната свинца. Рассмотрены две причины, приводящие к данной зависимости. Первая - обратная пропорциональность коэффициента теплопроводности (и, как следствие коэффициента температуропроводности) частоте рассеяния фононов на колебаниях атомов решетки. Вторая - неоднородность структуры, проявляющаяся в увеличении размера зерен с уменьшением толщины образца.

8. Впервые TSW метод был применен для определения значений коэффициентов температуропроводности и теплопроводности несегнетоэлектрических материалов.