PZT壓電陶瓷介紹和(hé)測試方法及相關設備

PZT壓電陶瓷介紹和(hé)測試方法及相關設備

關于PZT壓電陶瓷介紹和(hé)測試方法及相關設備我們在這(zhè)裏詳細的(de)論述了(le)相關材料設備，我們在這(zhè)裏采用(yòng)ZJ-3型精密D33測試儀，PZT-JH10/4型壓電測試儀，ZJ-PY15型壓電壓片機，JKZC-YDZK03A型壓電阻抗分(fēn)析儀，TDZT-04C型鐵電測試儀這(zhè)些基礎研究設備。這(zhè)些是建立基礎壓電材料的(de)重要設備，是組建*材料試驗室的(de)設備之一。

一、基本知識介紹

壓電材料壓電效應

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

組成架構及工作原理(lǐ)

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(pín)率、動态特性

介電常數 —— 因有電容、頻(pín)率下(xià)限

機電耦合系數 —— 機電轉換效率

電阻 —— 洩漏電荷、改善低頻(pín)特性

居裏點 —— 喪失壓電性的(de)溫度

基本知識介紹:

1、壓電材料：

定義

在外力作用(yòng)下(xià)産生電流，或反過來(lái)在電流作用(yòng)下(xià)産生力或形變的(de)一種功能材料。

基本知識介紹:

壓電材料

PZT壓電陶瓷(錯钛酸鉛陶瓷）---壓電效應

用(yòng)錯、钛、鉛的(de)氧化(huà)物(wù)配制後燒結而成。一般采用(yòng)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"（钛元素)

特點

-具有顯著的(de)介電、壓電和(hé)鐵電特性

-PZT鐵電厚膜兼有塊狀材料和(hé)薄膜的(de)優點。可(kě)在低壓和(hé)高(gāo)頻(pín)條件工作

-壓電厚膜微緻動器作爲磁記錄行業的(de)材料，被用(yòng)來(lái)解決硬盤驅動器磁頭精确定位的(de)難題

二、基本知識介紹:

壓電效應：

正壓電效應:外界應力作用(yòng)下(xià)（機械能），表面産生電荷（電能)

逆壓電效應:外加電場(chǎng)作用(yòng)下(xià)（電能），一定方向産生機械形變或機械壓力

基本知識介紹：

壓電傳感器工作原理(lǐ)

是以某些電介質的(de)壓電效應爲基礎，在外力作用(yòng)下(xià)，在電介質的(de)表面上産生電荷，從而實現

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(hé)逆壓電效應等效模型如下(xià):

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爲壓電參數，壓電材料把機械能轉變爲電能或把電能轉變爲機械能的(de)轉換系數z韋爲區(qū)

正壓電效應:Q=d33F

d33爲壓電參數，壓電材料把機械能轉變爲電能或把電能轉變爲機械能的(de)轉換系數z韋爲區(qū)吃(chī)d學mi最〔應力或應變)與電學量(電位移或電場(chǎng))間相互耦合的(de)線性響應系數

測量儀器:ZJ-3型準靜态d33測量儀(中科院聲學所)

ZJ-3型準靜态D33測量儀的(de)主要技術參數：

  d33測量範圍：

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

★可(kě)以配套PZT-JH10/4/8/12型壓電極化(huà)裝置使用(yòng)

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

★計量标定标準樣尺寸：18mm*0.8mm，老化(huà)時(shí)間：2-3年（評判壓電測試儀準确性能的(de)重要依據之一）
±5%±1個(gè)數字，當d33在10到200pC/N；
×0.1擋：±2%±1個(gè)數字，(當d33在10到200pC/N)
±5%±1個(gè)數字，當d33在10到20pC/N。
分(fēn)辨率：   ×1擋：1 pC/N；×0.1擋：0.1 pC/N。
尺寸：施力裝置：Φ110×140mm；儀器本體：240×200×80mm。
重量：施力裝置：約4公斤；    
儀器本體：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闆電容器:外部機械硬力作用(yòng)下(xià)，電極兩端産生極性相

反電量相等的(de)電荷

反電量相等的(de)電荷等效電路

PZT-JH10/4型壓電極化(huà)裝置主要技術參數：

1. 能夠同時(shí)極化(huà)1-4片試樣

2. 安全可(kě)靠，溫度補償快(kuài)、恒溫精度高(gāo)

3. 每路當漏電流超過規定值時(shí)，都具有切斷保護功能，不影(yǐng)響其它樣片的(de)極化(huà)，其它回路可(kě)按正常極化(huà)時(shí)間完成極化(huà)。

4. 任意夾持樣品尺寸爲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(huà)或耐壓測試：DC：0-10KV（±5％+2個(gè)字）連續可(kě)調

8.總電流：10mA

9.每路切斷電流：0.5mA

10.加熱(rè)時(shí)間：可(kě)以自動設定

11.加熱(rè)元件 ：優質電阻絲

*12.1次測試試樣數量:可(kě)加載1-4片試樣

13.額定溫度 ：≤180℃

14..最高(gāo)溫度 ：200℃

15.控溫方式 ：智能化(huà)恒溫控制（進口表），多(duō)段程序可(kě)控

PZT壓電陶瓷應用(yòng)介紹

(磁頭懸臂裝置)結構及功能介紹

PZT元件作用(yòng)是利用(yòng)其高(gāo)壓電常數特性，使讀寫磁頭發生水(shuǐ)平位移，從而使HSA水(shuǐ)平旋轉和(hé)精确尋軌

鐵電測試儀主要技術參數：

TDZT-04C 型鐵電性能綜合測試系統是最新一代鐵電材料參數測試儀适用(yòng)于鐵薄膜、鐵電體材料（既可(kě)塊體材料）的(de)電性能測量，可(kě)測量鐵電薄膜電滞回線、I—V特性及開關特性，可(kě)精确地測出具有非對(duì)稱電滞回線鐵電薄膜的(de)Pr值。可(kě)測鐵電體材料的(de)電滞回線及I—V特性。

主要技術指标：
1.輸出信号電壓：：薄膜：0～±10V 陶瓷、材料：0～±2000V
2.輸出信号頻(pín)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(gè)

6、高(gāo)壓樣品池：2個(gè)，一個(gè)封閉式：8CM*6CM 一個(gè)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(dà)，信号：1-20倍。.數據結口：USB或BNC接口。

9. 數據采集分(fēn)析軟件： 能畫(huà)出鐵電薄膜的(de)電滞回線，定量得(de)到鐵電薄膜材料的(de)飽和(hé)極化(huà)Ps、剩餘極化(huà)Pr、矯頑場(chǎng)Ec、漏電流等參數;可(kě)以進行鐵電薄膜材料的(de)鐵電疲勞性能、鐵電保持性能的(de)測試，電阻測量，漏電流測量。

10.可(kě)以配合ZJ-3和(hé)ZJ-6型壓電測試儀操作系統