ICS73.080 CCS D 59 中华人民共和国国家标准 GB/T 41760—2022 电气石自发极化性能测试方法 Test method for spontaneous polarization of tourmaline 2023-02-01实施 2022-10-12发布 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T41760—2022 前言 本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 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专利的责任。 本文件由中国建筑材料联合会提出。 本文件起草单位：河北工业大学、苏州中材非金属矿工业设计研究院有限公司、无康海宣陶瓷材料 有限公司、咸阳非金属矿研究设计院有限公司、河北深思新材料技术有限公司、奥测世纪（天津）技术有 限公司。 本文件主要起草人：梁金生、丁燕、张明、张红、郭春森、金伟、张红林、李柠希、潘卫、郑更弟、王丽娟、 孟军平、郑长文、张桂月。 1 GB/T41760—2022 电气石自发极化性能测试方法 1范围 本文件规定了电气石自发极化性能测试方法的方法原理、仪器设备、试验条件、样品制备、试验步 骤、结果表示和试验报告。 本文件适用于电气石自发极化性能的测定。其他矿物可以参照采用。 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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。 GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 自发极化 spontaneouspolarization 在无外电场作用，一定温度范围内，晶体物质由于单位晶胞内正、负电荷中心不重合形成偶极矩，呈 现电极性。 3.2 自发极化强度 intensityof spontaneouspolarization 垂直于极化轴单位面积的极化电荷量。 3.3 热释电效应 pyroelectric effect 对于具有自发极化的晶体，当晶体受热或冷却后，由于温度变化而导致自发极化强度变化，从而在 晶体某一定方向产生表面极化电荷的现象。 4方法原理 采用电荷积分法原理（见图1）。在一定温度范围内，通过程序升温诱发一定质量、一定粒度的电气 石粉因热释电效应产生的极化电荷，采用荷电转换电路，将累积的电荷量变为电压值，当积分电容容量 和极板面积一定时，输出电压变化正比于粉体随温度变化所产生的自发极化强度变化，自发极化强度按 式(1)和式(2)计算： Ct :(1) 1 GB/T 41760—2022 式中： △P. 自发极化强度变化量，单位为库仑每平方米（C/m）； AU. 输出电压变化量，单位为伏特（V）； Cr 电容，单位为法拉(F)； A 极板面积，单位为平方米（m²）。 对式(1)进行积分，得到： Cf U(T) (2) A 式中： Ps 自发极化强度，单位为库仑每平方米（C/m）； Cr 电容，单位为法拉（F)； A 极板面积，单位为平方米（m）； U(T) 电压与温度的函数表达式。 将不同温度下粉体产生的极化电荷量绘制成电压-温度曲线，用软件进行曲线拟合得到电压与温度 的函数表达式，代人式（2）即可追溯至室温25℃时电气石粉体的自发极化强度 粉体样品 电荷信号输入 R 电压信号输出 1 虚地 [虚地 R. 电荷变换级 输出放大级 图1电荷积分法测试原理图 基于电荷积分法测试原理的自发极化性能测试仪结构见图2。测试仪由加热单元、测量单元及数 据分析及显示单元构成，其中加热单元包括样品室、加热元件、电极板、温度传感器、控温仪表、功率调节 器等元器件；测量单元包括电荷放大器、A/D转换及USB接口等；数据分析及显示单元包括计算机、显 示器等。 GB/T41760—2022 10 11 数据分析及显示单元 测量单元 加热单元 标引序号说明： 显示器； 2 计算机； 3 转换器接口： 转换器； 电荷放大器； 样品室； 6 7 加热元件； 8 电极板； 9 温度传感器； 10 控温仪表； 11 功率调节器。 图2 自发极化性能测试仪结构示意图 5 仪器设备 电子天平：精度0.1mg。 5.2 样品室：形状为同心圆环体，尺寸见图3。 5.3电荷放大器：输人范围士0.5pC~士50pC，输出范围土5V~土8V，频响（误差小于0.1%） 0.01Hz~10kHz,残余杂讯小于1mV。 5.4温度传感器：测量范围-50℃~250℃，显示精度0.1℃。 5.5干燥箱：控温范围为室温至300℃，控温精度士1℃。 5.6干燥器：内装变色硅胶。 5.7激光粒度仪：测量范围为0.1um~1000μm，重复性误差小于1%（标样Ds偏差），准确性误差不 大于1%（标样Ds0偏差）。 3