CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU
2.3.2. Hằng số điện môi, tổn hao điện môi và nhiệt độ Curie
Khi biết các thơng số kích thước của mẫu (diện tích bản cực S và độ dày t), từ giá trị điện dung C của mẫu ta tính được hằng số điện môi của vật liệu:
ε =
S tC
(F/m) (2.1)
Ta thường sử dụng đại lượng hằng số điện môi tương đối K = ε/ε0, với ε0 = 8,85.10-12F/m là hằng số điện môi của chân không. K là đại lượng khơng có thứ
nguyên. Vật liệu sắt điện có hằng số điện mơi rất lớn nên ta đồng nhất hằng số điện môi tương đối K với độ thẩm điện môi χ: (K ≈ χ = ε/ε0 – 1)
Giá trị của điện dung C được đo bằng một thiết bị đo điện dung, ví dụ máy
HIOKI 3235-50 LCR HiTester tại phịng thí nghiệm Vật lý chất rắn - Trường
ĐHKH Huế. Giá trị điện dung C thường được đo tại tần số 1kHz theo quy ước.
Trong môi trường có tổn hao, ta cần quan tâm đến độ tổn hao điện môi của
vật liệu, ký hiệu là tg δ, đặc trưng cho mức độ phát nhiệt của vật liệu khi làm việc trong trường xoay chiềụ Giá trị tg δ càng nhỏ thì vật liệu càng ít tổn haọ
Sử dụng máy HIOKI 3235-50, ta đồng thời đo được hai đại lượng là điện
dung C và góc pha θ. Góc tổn hao được tính theo cơng thức δ = 90o – θ [13],[125]. Khi đó, ta tính được phần thực và phần ảo của hằng số điện môi:
Phần thực của hằng số điện môi:
ε’ = ε cos δ (2.2a)
Phần ảo của hằng số điện môi:
ε” = ε sin δ (2.2b)
Cuối cùng, độ tổn hao điện môi của vật liệu là:
Đo điện dung của mẫu theo nhiệt độ, ta xác định được nhiệt độ Curie TC là nhiệt độ chuyển pha vật liệu từ pha thuận điện sang pha sắt điện. Sự biến đổi của độ thẩm điện môi χ theo nhiệt độ tuân theo định luật Curie – Weiss:
χ =
) (T TC
C