中华人民共和国国家标准
GB/T 37255-2018
偏置电场下材料热释电系数测试方法
Test method for pyroelectric coefficient of materials under DC bias field
中国国家标准化管理委员会 国家市场监督管理总局 发布
前言
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草本标准由中国建筑材料联合会提出，本标准由全国工业陶瓷标准化技术委员会（SAC/TC194）归口.本标准起草单位：中国科学院上海硅酸盐研究所. 本标准主要起草人：董显林、曹非、王根水、姚春华、闫世光、郭少波.
偏置电场下材料热释电系数测试方法
1范围
本标准规定了直流偏置电场下材料热释电系数的术语和定义、原理、试样环境条件、仅器设备、样品、试验步骤、试验数据处理.
本标准适用于钛酸银钡、钮酸铅等热释电材料在直流偏置电场下的热释电系数测量.
2规范性引用文件
件.凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括的修改单）适用于本文件. 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
GB/T3389.1铁电压电陶瓷词汇
3术语和定义
GB/T3389.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件.
3.1
直流偏置电压DCbiasvoltage
测量材料热释电系数时，施加在被测样品上下主表面的直流电压.
3.2
直流偏置电场DCbiasfield
直流偏置电压与被测样品厚度的比值，用符号E表示.
4原理
偏置电场下热释电系数是指在直流偏置电场（E）作用下，样品温度改变时，样品极化强度[（P）]随温度的变化率.
当样品温度改变时，极化发生变化，原平衡状态时样品表面的自由电荷不能完全屏蔽束缚电荷，如果与外电路联接，可在电路中测得电流.
偏置电场下热释电系数测量装置见图1，用电压表测量取样电阻（R）两端的电压值（U)，同时记录电压值（U）、温度（T）和时间（）.根据式（1）可得到不同温度和直流偏置电场下的热释电系数[（pa）e].给出的热释电系数应指明直流偏置电场和测量温度.
式中：
（P）一电场（E）下的热释电系数，单位为库仑每平方米摄氏度[C/（m²，℃C）]：
（P）E-电场（E）下的极化强度，单位为库仑每平方米（C/m）：
热释电电流，单位为安（A）；
样品面积，单位为平方米（m²）：A
IP/2p 温度变化率的倒数，单位为秒每摄氏度（s/℃）；U 取样电阻两端的电压，单位为伏（V）：R 取样电阻的阻值，单位为欧（Q）.
说明：
图1热释电系数测量装置原理图
5试验环境条件
5.1标准大气条件如下：
相对湿度：25%~75%； 温度：15℃~35℃C；一大气压力：75kPa~106kPa.
5.2仲裁大气条件如下：
温度：25C±2℃；大气压力：75 kPa~106kPa 相对湿度：45%~55%；
6仪器设备
本测试适用的设备和仪器如下：
a）千分尺：分度值为0.01mm； b）限流电阻：应远小于样品电阻，推荐为10MΩ，功率为2W；c）测温元件：应在测温范围内有较高灵敏度，推荐使用铂电阻；d）测温仪：测量温度的最大允许误差为士0.1℃；e）电压表：输人电阻应大于取样电阻至少1000倍以上，推荐使用静电计：g）取样电阻：应远小于样品电阻，推荐为1MΩ，记为R； f）瞬态电压抑制二极管：钳位电压应小于电压表的最大允许安全电压，击穿电压为5V~10V；h）高低温试验箱：控温精度不低于0.1C.变温速率应满足2C/min~4°C/min.
7样品
样品应符合下列要求：
b）样品应经细磨或抛光：表面应平整、清洁，样品的两个主表面应涂覆金属全电极：c）在测量温度范围内，样品的体积电阻率应不小于5×10"Ωcm； d）样品施加的直流偏置电场应小于样品的击穿电场.
8试验步骤
试验步骤如下：
a）测量样品尺寸，计算样品主表面面积（A）；b）对样品进行干燥处理；c）将样品放人高低温试验箱，样品所处位置的温度应均匀，测温元件应靠近样品且电绝缘整个d）启动控温程序，待温度变化至起始温度，保温10min~15min； 测量过程中应防止样品受潮：e）缓慢增加直流偏置电压至所需电压值，2min~3min后开始变温，变温速率恒定，设定范围2C/min~4C/min，每摄氏度采样数不少于五个：f）记录测得的电压（U）、温度（T）和时间（r）.
9试验数据处理
按式（1）分别计算对应直流偏置电场（E）与温度（T）时的热释电系数[（p）].
