ICS 31.020 L90 GB 中华人民共和国国家标准 GB/T 11297.11—2015 代替GB/T11297.11—1989 热释电材料介电常数的测试方法 Test method for dielectric constant of pyroelectric materials 2015-12-31发布 2016-07-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布 中国国家标准化管理委员会 GB/T 11297.11—2015 前言 本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本部分代替GB/T11297.11—1989《热释电材料介电常数的测试方法》。本部分与GB/T11297.11—1989 相比，主要技术变化如下： 修改了适用的频率范围（见第1章）； 一 修改了测试的大气条件（见5.1，1989年版3.1.1～3.1.3）； 修改了试样尺寸（见第6章，1989年版3.2.1）； 修改了试样要求（见第6章，1989年版3.2.2）； 修改了电容测量精度（见第7章，1989年版4.3）； 修改了试样处理（见8.1，1989年版5.1)； 准，直接测得试样的电容量[见8.2d)～f)]。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本部分由中华人民共和国工业和信息化部提出。 本部分由工业和信息化部电子工业标准化研究院归口。 本部分起草单位：中国科学院上海硅酸盐研究所。 本部分主要起草人：姚春华、曹菲、董显林、王根水、王永龄。 本部分所代替标准的历次版本发布情况为： GB/T 11297.11—1989。 SAC I GB/T 11297.11—2015 热释电材料介电常数的测试方法 1范围 本部分规定了热释电陶瓷，晶体和有机材料在100Hz～100kHz范围介电常数的测试方法。 本部分适用于测量钛酸铅、锆钛酸铅、钛酸锶钡、钼酸铅等热释电陶瓷材料和锯镁酸铅、钼酸锂 三甘氨酸硫酸盐族等热释电晶体材料的介电常数，也适用于测量其他类似陶瓷、晶体及有机热释电材料 的介电常数。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件 SJ/T11067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语 3术语和定义 SJ/T11067界定的术语和定义适用于本文件。 4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）按式（1）计算： A (1) 式中： C 电容量，单位为法拉（F)； 垂直于极板方向上的介电常数，是无单位物理量； 真空介电常数，。=8.854×10-14F/cm； A 电极面积，单位为平方厘米（cm）； d 电极板间距，即介质试样的厚度，单位为厘米（cm）。 如果用热释电材料制成此种电容器介电常数按式（2）计算： (2) E.A 利用精密LCR仪表测出电容量（C），即可根据式（2)计算出热释电材料的介电常数（e）。 在测量电容量（C)时，测量引线和样品夹具存在一恒定电容（C.），与电容量（C）成并联状态。因此 实测的电容量（Ce）按式（3)计算： Cse =C+C. .(3) 将式（3）中的电容量（C）代人式（2），则介电常数的最终表达如式（4）所示： (C.C.) ..(4) EA 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 1 GB/T 11297.11—2015 直于极板方向的介电常数，因此要求试样应预先确定方向。 热释电材料都具有压电性，有些还具有铁电性，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等有关。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。 5 测试条件 5.1 测试的大气条件 测试的大气条件如下： 温度：15℃~35℃； 相对湿度：25%~75%； 一大气压力：86kPa106kPa。 5.2 仲裁测试的大气条件 仲裁测试的大气条件如下： 温度：25℃±2℃； 相对湿度：25%75%； 一大气压力：86kPa～106kPa。 6样品 测试用样品应符合下列要求： a)i 面积为10mm²~50mm²，厚度为0.1mm~1.0mm的方形或圆形试样； b) 试样应经细磨或抛光，表面应平整、清洁。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； 试样的两个表面应覆盖金属全电极，如银电极； c) d) 试样厚度方向平行于极化轴，允许偏差土2°； e) 试样厚度的平均偏差小于土2%。 7设备和仪器 本试验适用的设备和仪器如下： a）千分尺：测量误差不大于土0.01mm的量具测量试样厚度和电极面积； b) 样品夹具：电极引线与试样电极的连接采用弹性夹，也可用导电胶连接，弹性夹应能保证与试 样电极有良好的电接触，而且不能对试样产生较大的局部压力； c) 样品盒：应用铜或其合金等制成，并要善接地，对外界信号起屏蔽作用； d) 测量引线：应采用屏蔽线，屏蔽线、精密LCR仪表接地端和试样屏蔽盒妥善连接； e) 精密LCR仪表应符合下列要求： 1) 测试电压：测量仪器的输出电压折算成加载到试样上的电场强度，一般应小于5V/mm。 对于个别特殊的铁电性材料，测试电压应尽可能低； 测试频率：范围为100Hz～100kHz，推荐频率为1kHz；频率的最大允许误差为士0.5%； 20 3) 电容的测量误差：最大充许误差为士0.05%。 f) 恒温器：温度波动范围应不大于土1.0℃；对于测试温度在居里温度附近时，恒温器温度波动范 2 GB/T11297.11—2015 围应不天于士0.1℃。 8测试方法 8.1 试样预处理 对于陶瓷材料用汽油、洗洁精、去离子水各洗涤20min以上。对于某些水溶性材料应用无水酒精 或乙醚代替去离子水清洗样品。清洗干净后，烘干、制备电极。 8.2 介电常数的测量 测量步骤如下： a) 测量试样电极的面积（A）不少于5次，然后取平均值； 测量试样的厚度（d），至少选取5点不同位置进行测量，然后取平均值； c) 在测量介电常数前应沿试样厚度方向进行极化； d) 先将样品盒放入恒温器内，再将样品夹具接入样品盒内，用测量引线将样品夹具两端引出并 接至精密LCR仪表测量端； e) 保持样品夹具在开路状态，并使样品夹具开路的间距与试样的厚度相当，进行开路校准；若使 用的精密LCR仪表没有校准功能，测得样品夹具和测量引线的电容（C。）； 0) 保持样品夹具为短路状态，进行短路校准； 校准完成后，将精密LCR仪表调整到所需测试频率，将试样用样品夹具夹好，并将恒温器设置 到预定温度； h) 开启恒温器，待温度达到预定温度并恒温15min后进行测量，测得结果即为试样的电容量 （C）；若使用的精密LCR仪表没有校准功能，测得结果为试样的电容量（Ce），将测得的电容量 （C）和电容量（C）代人式（3），即可计算出试样的电容量（C）。 8.3计算方法 将测得的试样电极面积（A）、厚度（d）、电容量（c）代人式（2），即可计算出试样的介电常数值。 9报告 报告应至少包括： a)i 试验报告签发日期： b)i 试样本身必要的详细说明； c) 所用仪器型号； 测试结果。