淺談(tán)熱釋(shì)電係數簡介(jiè)和(hé)應用(yòng)前景以及相關測試設備

一(yī)，什(shí)麼是熱釋電(diàn)係數

      熱釋電係數是描(miáo)述(shù)熱釋電(diàn)材料(liào)自(zì)發(fā)極化(huà)強度隨溫度(dù)變化率(shuài)的物理量(liáng)。它(tā)定義為(wéi)自發極化強度( P )隨溫(wēn)度(dù)( T )的變(biàn)化率(shuài) ( \frac )，英文(wén)名為pyroelectric coefficient。這個係(xì)數(shù)反映了由於溫度變(biàn)化而引(yǐn)起(qǐ)電介質極(jí)化強度(dù)變(biàn)化(huà)的響應關係的(dí)比例係數(shù)。

    熱(rè)釋電效應是(shì)指熱釋(shì)電晶體的自(zì)發極化強度隨(suí)溫度變(biàn)化而(ér)改變的(dí)現(xiàn)象(xiàng)，而(ér)熱(rè)釋電(diàn)係數則是(shì)表(biǎo)征(zhēng)這(zhè)種(zhǒng)效(xiào)應(yīng)強弱(ruò)的(dí)參數。例如，可(kě)以用(yòng)表(biǎo)達(dá)式 ( \Delta P = p \cdot \Delta T ) 來表示，其中(zhōng) ( \Delta P ) 是(shì)極(jí)化(huà)強度(dù)的(dí)變(biàn)化量，( p ) 是熱釋(shì)電(diàn)係數，( \Delta T ) 是溫度變(biàn)化量。²

    測(cè)量熱釋(shì)電(diàn)係(xì)數(shù)的(dí)方法主要有動態法和(hé)靜態(tài)法。動態法(fǎ)通(tōng)過(guò)調製樣品溫度(dù)（通(tōng)常(cháng)是(shì)正弦(xián)波(bō)形式）來測(cè)量熱(rè)釋電(diàn)係(xì)數(shù)，而靜(jìng)態法(fǎ)則是(shì)通過連續加熱方(fāng)式(shì)使(shǐ)樣(yàng)品升溫(wēn)，測(cè)量(liáng)熱釋電(diàn)電(diàn)荷與(yǔ)溫(wēn)度的關係來求(qiú)得熱(rè)釋電係數。動態(tài)法(fǎ)通常用(yòng)於測量(liáng)某(mǒu)一基(jī)準(zhǔn)溫度下(xià)的(dí)熱釋電係數，而靜態法測量(liáng)的(dí)是一(yī)個(gè)溫度(dù)範(fàn)圍內(nèi)的(dí)平均響應。

二(èr)，相關實驗設備：華(huá)測(cè)熱釋(shì)電係(xì)數測(cè)試儀（動態(tài)電(diàn)流法）簡(jiǎn)介：

    壓電陶(táo)瓷除(chú)了(liǎo)具(jù)有一般介質(zhì)材料所具有的介電性和彈性(xìng)性能(néng)外(wài)，還具(jù)有壓電(diàn)性(xìng)能。壓電(diàn)陶瓷經(jīng)過極化(huà)處(chǔ)理之(zhī)後，就具有了各(gè)向異(yì)性，每項(xiàng)性能(néng)參數在(zài)不同(tóng)方向上所(suǒ)表現的數(shù)值不同，這就使得壓(yā)電陶(táo)瓷的性能參(cān)數比(bǐ)一(yī)般各(gè)向同性的(dí)介(jiè)質陶瓷(cí)多得多(duō)。壓(yā)電(diàn)陶瓷(cí)的眾(zhòng)多的(dí)性(xìng)能(néng)參數是它被(bèi)廣(guǎng)泛(fàn)應用(yòng)的(dí)重要基(jī)礎。

    本設備可以分析被(bèi)測樣品熱(rè)釋電(diàn)係數隨溫度，時間變(biàn)化(huà)的曲綫，通過(guò)軟件將(jiāng)這些(xiē)變(biàn)化(huà)曲(qū)綫(xiàn)的溫度譜(pǔ)，時(shí)間譜等集成(chéng)一(yī)體並進行分(fēn)析測量並可以(yǐ)直(zhí)接得(dé)出樣(yàng)品(pǐn)的熱釋(shì)電圖譜(pǔ)。對(duì)試(shì)樣(yàng)大小及(jí)形(xíng)狀(zhuàng)無特殊要求(qiú)，圓片，方(fāng)塊(kuài)，長條，柱(zhù)形等(děng)均可測量，可廣(guǎng)泛(fàn)用(yòng)於(yú)鐵電(diàn)，壓(yā)電材料（壓(yā)電陶瓷，高分子(zǐ)）以(yǐ)及相關(guān)器(qì)件性能的(dí)評(píng)價(jià)與測試。 

    本(běn)試驗儀器采(cǎi)用動(dòng)態(tài)電(diàn)流(liú)法測量(liáng)壓(yā)電陶(táo)瓷(cí)材(cái)料的(dí)熱釋係數(shù)，熱(rè)釋電係(xì)數(shù)測(cè)試係統的功能(néng)就(jiù)是實現(xiàn)對(duì)微(wēi)弱(ruò)熱(rè)釋電(diàn)電流信(xìn)號(hào)和溫(wēn)度信號的實(shí)時(shí)測(cè)量。其(qí)構(gòu)成可(kě)以分為:熱釋(shì)電(diàn)樣品加(jiā)熱(rè)，溫度測量，升降溫(wēn)速度(dù)控製，熱(rè)釋電電流測量和(hé)測(cè)量數(shù)據處(chǔ)理通過工(gōng)業計(jì)算機數(shù)據處(chǔ)理，得出(chū)壓電陶瓷材(cái)料的(dí)熱釋電係數(shù)。

    華(huá)測(cè)熱釋電係數測試(shì)係統基於(yú)熱釋電(diàn)動態(tài)電流法(fǎ)設(shè)計,由溫度(dù)控(kòng)製(zhì)器，加熱爐體(tǐ)，微電流(liú)放大器，溫(wēn)度(dù)測試(shì)儀(yí)以及計(jì)算(suàn)機軟(ruǎn)件(jiàn)係統組(zǔ)成(chéng)。溫度(dù)控製器控(kòng)製加(jiā)熱爐體內部溫(wēn)度(dù);樣品的電(diàn)流信號通過微(wēi)電流放(fàng)大器(qì)，輸(shū)入(rù)到計算(suàn)機;而(ér)溫(wēn)度信號則(zé)直接(jiē)通過溫(wēn)度測(cè)試儀傳送(sòng)到計(jì)算機。能(néng)測量具(jù)有熱釋電性能的單晶(jīng)，陶(táo)瓷，厚(hòu)膜及薄膜材料樣(yàng)品, 適(shì)用(yòng)範圍廣(guǎng)。

華測(cè)熱釋電係數測(cè)試儀技(jì)術參數(shù)：

測(cè)量(liáng)溫度(dù)：室溫~200℃；

控(kòng)溫(wēn)精度(dù)：±0.5℃，

測溫(wēn)精度(dù)：±0.5℃；

升溫(wēn)斜率：1-5℃/min（可控）；

降(jiàng)溫斜率(shuài)：1-5℃/min（可控(kòng)）；

電流(liú)放大(dà)器：AD4530

電(diàn)流(liú)範(fàn)圍：fA (10−12A)~20mA

電壓(yā)采(cǎi)集輸入(rù)阻(zǔ)抗(kàng)：1X1012Ω

三，熱(rè)釋電(diàn)係(xì)數應(yīng)用前景

熱(rè)釋(shì)電效(xiào)應是一種重要的(dí)物(wù)理(lǐ)現象，主要應用於(yú)傳感器，紅(hóng)外(wài)探測，能(néng)量收集等(děng)領域。以下是詳(xiáng)細(xì)介紹：

熱釋(shì)電傳感器(qì)。這(zhè)種(zhǒng)傳(chuán)感(gǎn)器能夠將(jiāng)人體或其(qí)他(tā)物體(tǐ)的紅外(wài)輻(fú)射轉換成(chéng)電(diàn)信(xìn)號(hào)，廣(guǎng)泛(fàn)應用(yòng)於人體(tǐ)檢測，溫(wēn)度測量(liáng)，安防(fáng)監控等。

熱釋(shì)電(diàn)紅(hóng)外(wài)傳(chuán)感器。這(zhè)種傳感器能(néng)夠檢(jiǎn)測(cè)人(rén)體或(huò)其他物體(tǐ)的紅外輻(fú)射，用(yòng)於智能照明，防盜報(bào)警係(xì)統，智能(néng)家(jiā)居(jū)等領(lǐng)域。

熱釋電材料(liào)。這種材料可以將熱能轉換(huàn)成電能，應用(yòng)於(yú)納(nà)米(mǐ)發電機，能量(liáng)收割機等，尤其(qí)在(zài)無綫傳感(gǎn)器(qì)，溫(wēn)度成(chéng)像(xiàng)，醫(yī)學(xué)診斷(duàn)以(yǐ)及個人(rén)電子產品方(fāng)麵展現(xiàn)出(chū)潛在(zài)的應用價值(zhí)。

此外(wài)，熱(rè)釋電效應還應(yīng)用於(yú)便(biàn)攜式夜(yè)視裝(zhuāng)備，視覺增強器，艦載(zǎi)紅外(wài)搜索(suǒ)與跟蹤係統(tǒng)等(děng)領域。