淺談熱釋電系數簡(jiǎn)介和應用前景以及相關(guān)測試設備

一、什么是熱釋電系數

      熱釋電系數是描述熱釋電材料自發(fā)極化強度隨溫度變化率的物理量。它定義為自發(fā)極化強度( P )隨溫度( T )的變化率 ( \frac )，英文名為pyroelectric coefficient。這個(gè)系數反映了由于溫度變化而引起電介質(zhì)極化強度變化的響應關(guān)系的比例系數。

    熱釋電效應是指熱釋電晶體的自發(fā)極化強度隨溫度變化而改變的現象，而熱釋電系數則是表征這種效應強弱的參數。例如，可以用表達式 ( \Delta P = p \cdot \Delta T ) 來(lái)表示，其中 ( \Delta P ) 是極化強度的變化量，( p ) 是熱釋電系數，( \Delta T ) 是溫度變化量。²

    測量熱釋電系數的方法主要有動(dòng)態(tài)法和靜態(tài)法。動(dòng)態(tài)法通過(guò)調制樣品溫度（通常是正弦波形式）來(lái)測量熱釋電系數，而靜態(tài)法則是通過(guò)連續加熱方式使樣品升溫，測量熱釋電電荷與溫度的關(guān)系來(lái)求得熱釋電系數。動(dòng)態(tài)法通常用于測量某一基準溫度下的熱釋電系數，而靜態(tài)法測量的是一個(gè)溫度范圍內的平均響應。

二、相關(guān)實(shí)驗設備：華測熱釋電系數測試儀（動(dòng)態(tài)電流法）簡(jiǎn)介：

    壓電陶瓷除了具有一般介質(zhì)材料所具有的介電性和彈性性能外，還具有壓電性能。壓電陶瓷經(jīng)過(guò)極化處理之后，就具有了各向異性，每項性能參數在不同方向上所表現的數值不同，這就使得壓電陶瓷的性能參數比一般各向同性的介質(zhì)陶瓷多得多。壓電陶瓷的眾多的性能參數是它被廣泛應用的重要基礎。

    本設備可以分析被測樣品熱釋電系數隨溫度、時(shí)間變化的曲線(xiàn)，通過(guò)軟件將這些變化曲線(xiàn)的溫度譜、時(shí)間譜等集成一體并進(jìn)行分析測量并可以直接得出樣品的熱釋電圖譜。對試樣大小及形狀無(wú)特殊要求，圓片、方塊、長(cháng)條、柱形等均可測量，可廣泛用于鐵電、壓電材料（壓電陶瓷、高分子）以及相關(guān)器件性能的評價(jià)與測試。 

    本試驗儀器采用動(dòng)態(tài)電流法測量壓電陶瓷材料的熱釋系數，熱釋電系數測試系統的功能就是實(shí)現對微弱熱釋電電流信號和溫度信號的實(shí)時(shí)測量。其構成可以分為:熱釋電樣品加熱、溫度測量、升降溫速度控制、熱釋電電流測量和測量數據處理通過(guò)工業(yè)計算機數據處理，得出壓電陶瓷材料的熱釋電系數。

    華測熱釋電系數測試系統基于熱釋電動(dòng)態(tài)電流法設計,由溫度控制器、加熱爐體、微電流放大器、溫度測試儀以及計算機軟件系統組成。溫度控制器控制加熱爐體內部溫度;樣品的電流信號通過(guò)微電流放大器、輸入到計算機;而溫度信號則直接通過(guò)溫度測試儀傳送到計算機。能測量具有熱釋電性能的單晶、陶瓷、厚膜及薄膜材料樣品, 適用范圍廣。

華測熱釋電系數測試儀技術(shù)參數：

測量溫度：室溫~200℃；

控溫精度：±0.5℃，

測溫精度：±0.5℃；

升溫斜率：1-5℃/min（可控）；

降溫斜率：1-5℃/min（可控）；

電流放大器：AD4530

電流范圍：fA (10?12A)~20mA

電壓采集輸入阻抗：1X1012Ω

三、熱釋電系數應用前景

熱釋電效應是一種重要的物理現象，主要應用于傳感器、紅外探測、能量收集等領(lǐng)域。以下是詳細介紹：

熱釋電傳感器。這種傳感器能夠將人體或其他物體的紅外輻射轉換成電信號，廣泛應用于人體檢測、溫度測量、安防監控等。

熱釋電紅外傳感器。這種傳感器能夠檢測人體或其他物體的紅外輻射，用于智能照明、防盜報警系統、智能家居等領(lǐng)域。

熱釋電材料。這種材料可以將熱能轉換成電能，應用于納米發(fā)電機、能量收割機等，尤其在無(wú)線(xiàn)傳感器、溫度成像、醫學(xué)診斷以及個(gè)人電子產(chǎn)品方面展現出潛在的應用價(jià)值。

此外，熱釋電效應還應用于便攜式夜視裝備、視覺(jué)增強器、艦載紅外搜索與跟蹤系統等領(lǐng)域。