PZT壓電陶瓷介紹和測試方法及相關設備

PZT壓電陶瓷介紹和測試方法及相關(guan) 設備

關(guan) 於(yu) PZT壓電陶瓷介紹和測試方法及相關(guan) 設備我們(men) 在這裏詳細的論述了相關(guan) 材料設備，我們(men) 在這裏采用ZJ-3型精密D33測試儀(yi) ，PZT-JH10/4型壓電測試儀(yi) ，ZJ-PY15型壓電壓片機，JKZC-YDZK03A型壓電阻抗分析儀(yi) ，TDZT-04C型鐵電測試儀(yi) 這些基礎研究設備。這些是建立基礎壓電材料的重要設備，是組建*材料試驗室的設備之一。

一、基本知識介紹

壓電材料壓電效應

壓電式傳(chuan) 感器工作原理、技術參數及等效模型HSA PZT壓電陶瓷應用介紹

組成架構及工作原理

PZT不良背景介紹測試方法推薦

參數：

壓電常數 —— 壓電效應強弱:靈敏度

彈性常數(剛度) —— 固有頻率、動態特性

介電常數 —— 因有電容、頻率下限

機電耦合係數 —— 機電轉換效率

電阻 —— 泄漏電荷、改善低頻特性

居裏點 —— 喪(sang) 失壓電性的溫度

基本知識介紹:

1、壓電材料：

定義(yi)

在外力作用下產(chan) 生電流，或反過來在電流作用下產(chan) 生力或形變的一種功能材料。

基本知識介紹:

壓電材料

PZT壓電陶瓷(錯鈦酸鉛陶瓷）---壓電效應

用錯、鈦、鉛的氧化物配製後燒結而成。一般采用雙模結構（壓電陶瓷片+金屬振動片)P-->"Pb"(鉛元素)，Z-->"Zr"(錯元素)，T-->"Ti"（鈦元素)

特點

-具有顯著的介電、壓電和鐵電特性

-PZT鐵電厚膜兼有塊狀材料和薄膜的優(you) 點。可在低壓和高頻條件工作

-壓電厚膜微致動器作為(wei) 磁記錄行業(ye) 的材料，被用來解決(jue) 硬盤驅動器磁頭精確定位的難題

二、基本知識介紹:

壓電效應：

正壓電效應:外界應力作用下（機械能），表麵產(chan) 生電荷（電能)

逆壓電效應:外加電場作用下（電能），一定方向產(chan) 生機械形變或機械壓力

基本知識介紹：

壓電傳(chuan) 感器工作原理

是以某些電介質的壓電效應為(wei) 基礎，在外力作用下，在電介質的表麵上產(chan) 生電荷，從(cong) 而實現

非電量測量

表現形式：

基本知識介紹

等效模型

正壓電效應和逆壓電效應等效模型如下:

正壓電效應:F(應力或形變)輸入--->QU（電量或電壓>

遞壓電效應:QU《電量或電壓）輸入--->F(應力或形變》輸出

d33為(wei) 壓電參數，壓電材料把機械能轉變為(wei) 電能或把電能轉變為(wei) 機械能的轉換係數z韋為(wei) 區

正壓電效應:Q=d33F

d33為(wei) 壓電參數，壓電材料把機械能轉變為(wei) 電能或把電能轉變為(wei) 機械能的轉換係數z韋為(wei) 區吃d學mi最〔應力或應變)與(yu) 電學量(電位移或電場)間相互耦合的線性響應係數

測量儀(yi) 器:ZJ-3型準靜態d33測量儀(yi) (中科院聲學所)

ZJ-3型準靜態D33測量儀(yi) 的主要技術參數：

  d33測量範圍：

★ ×1擋：10到2000pC/N，20 至4000pC/N，可以升級到10000PC/N.
★×0.1擋： 1到200pC/N，2 至400pC/N。

★可以配套PZT-JH10/4/8/12型壓電極化裝置使用

★可以配套ZJ-D33-YP15壓電壓片機使用
誤差：×1擋：±2%±1個(ge) 數字，當d33在100到4000pC/N；

★計量標定標準樣尺寸：18mm*0.8mm，老化時間：2-3年（評判壓電測試儀(yi) 準確性能的重要依據之一）
±5%±1個(ge) 數字，當d33在10到200pC/N；
×0.1擋：±2%±1個(ge) 數字，(當d33在10到200pC/N)
±5%±1個(ge) 數字，當d33在10到20pC/N。
分辨率：   ×1擋：1 pC/N；×0.1擋：0.1 pC/N。
尺寸：施力裝置：Φ110×140mm；儀(yi) 器本體(ti) ：240×200×80mm。
重量：施力裝置：約4公斤；    
儀(yi) 器本體(ti) ：2公斤。
電源：220伏，50赫，20瓦。

★補充參數:

基本知識介紹

等效電路

靜電發生器或絕緣介質平板電容器:外部機械硬力作用下，電極兩(liang) 端產(chan) 生極性相

反電量相等的電荷

反電量相等的電荷等效電路

PZT-JH10/4型壓電極化裝置主要技術參數：

1. 能夠同時極化1-4片試樣

2. 安全可靠，溫度補償(chang) 快、恒溫精度高

3. 每路當漏電流超過規定值時，都具有切斷保護功能，不影響其它樣片的極化，其它回路可按正常極化時間完成極化。

4. 任意夾持樣品尺寸為(wei) 3-40mm片方型或是圓型試樣

5.工作電源：AC220V  50/60HZ

6.額定功率：2.0kw

*7.壓電材料極化或耐壓測試：DC：0-10KV（±5％+2個(ge) 字）連續可調

8.總電流：10mA

9.每路切斷電流：0.5mA

10.加熱時間：可以自動設定

11.加熱元件 ：優(you) 質電阻絲(si)

*12.1次測試試樣數量:可加載1-4片試樣

13.額定溫度 ：≤180℃

14..最高溫度 ：200℃

15.控溫方式 ：智能化恒溫控製（進口表），多段程序可控

PZT壓電陶瓷應用介紹

(磁頭懸臂裝置)結構及功能介紹

PZT元件作用是利用其高壓電常數特性，使讀寫(xie) 磁頭發生水平位移，從(cong) 而使HSA水平旋轉和精確尋軌

鐵電測試儀(yi) 主要技術參數：

TDZT-04C 型鐵電性能綜合測試係統是最新一代鐵電材料參數測試儀(yi) 適用於(yu) 鐵薄膜、鐵電體(ti) 材料（既可塊體(ti) 材料）的電性能測量，可測量鐵電薄膜電滯回線、I—V特性及開關(guan) 特性，可精確地測出具有非對稱電滯回線鐵電薄膜的Pr值。可測鐵電體(ti) 材料的電滯回線及I—V特性。

主要技術指標：
1.輸出信號電壓：：薄膜：0～±10V 陶瓷、材料：0～±2000V
2.輸出信號頻率：薄膜材料1-1000HZ，陶瓷：0-1Hz
3.電容範圍：1000nf～ 100nf, 精度: ≤1%。
4.電流範圍: 1nA～10A ,精度: ≤1%。

5、測試樣品：0-20mm  5個(ge)

6、高壓樣品池：2個(ge) ，一個(ge) 封閉式：8CM*6CM 一個(ge) 開放式：8CM*5CM

7、三維移動薄膜測試平台：直立式探針一套，角度式探針一套

8、電流：1-10倍放大，信號：1-20倍。.數據結口：USB或BNC接口。

9. 數據采集分析軟件： 能畫出鐵電薄膜的電滯回線，定量得到鐵電薄膜材料的飽和極化Ps、剩餘(yu) 極化Pr、矯頑場Ec、漏電流等參數;可以進行鐵電薄膜材料的鐵電疲勞性能、鐵電保持性能的測試，電阻測量，漏電流測量。

10.可以配合ZJ-3和ZJ-6型壓電測試儀(yi) 操作係統