昆明理工大学采购ZJ-3型精密D33测试仪三件套（D33测试仪+极化+阻抗)

昆明理工大学采购ZJ-3型精密D33测试仪三件套（D33测试仪+极化+阻抗)

压电陶瓷，作为电子陶瓷的关键分支，是一种能实现机械能与电能相互转换的功能性陶瓷材料。其独特的正逆压电效应，使得它在压电传感器、驱动器、超声换能器、压电蜂鸣器和滤波器等多个领域中发挥着重要作用。目前，压电陶瓷主要采用锆钛酸铅（PZT）、铌镁酸铅等固溶体为原料，这些材料虽然具有显著的脆性，但通过干压法、等静压法、轧膜法、流延法等成型工艺，可以简单制备出片状压电陶瓷。目前市场市场上主流且可靠的仪器：ZJ-3型精密D33测试仪（由中国科学院&精科智创，功能D31块体夹具，D15块体夹具，D15圆管夹具，D31块体夹具，薄膜拉伸夹具（新增功能）,共面电极功能（新增））PZT-JH10/4型压电极化装置（10KV，4通道），PZT-JH30/1型压电复合极化装置（薄膜+块体+空气+硅油），FE-5000型铁电测试仪（薄膜+块体+变温+探针台），JKZC-03A型压电阻抗分析仪，这些成套设备组成。

然而，随着器件性能和实际应用的不断进步，压电陶瓷的结构设计变得愈发复杂与精密，常规的成型方法已难以满足这些新需求。因此，如何有效制备具有复杂结构的压电陶瓷，成为了当前科研人员共同关注的焦点。

1. 压电陶瓷的原理与制备流程

压电陶瓷的压电效应源于陶瓷晶体的电荷分布差异与电极的导电性。在自然状态下，陶瓷晶体呈现电性中性。然而，当压电陶瓷受到机械应力或压力作用时，其晶体结构会发生微小畸变，导致正负电荷分布不均，进而产生电场。这一电场随后被电极有效收集，并供外部电路使用。因此，陶瓷晶体与电极可视为压电陶瓷的核心组件。其制备过程涵盖陶瓷胚体的制作、烧结、电极涂抹以及极化处理四个关键步骤。

2. 压电效应的原理

压电效应是压电陶瓷的核心原理。当压电陶瓷受到外力作用，如机械应力或压力，其晶体结构会发生微小变形，导致正负电荷在晶体中重新分布，从而产生电场。这一电场可以被电极有效捕捉并输出到外部电路中，实现能量的转换与利用。

★采用关键测试装置：

目前我们国家对材料测试越来越重视，很多单位及科研院校对产品甄别出现很大问题，但是真正测试材料需要选择一款精准可靠的测试产品，这样对自己的测试成果及研究会带来很大的作用,对我们的生产带来极大的指导性作用。

ZJ-3型压电测试仪（静压电系数d33测量仪），PVDF压电薄膜测试仪
关键词:压电,陶瓷材料,高分子,d33/d15

一、产品介绍：

ZJ-3型压电测试仪（静压电系数d33测量仪）是为测量压电材料的d33常数而设计的专用仪器，它可用来测量具有大压电常数的压电陶瓷，小压电常数的压电单晶及压电高分子材料。此外，也可测量任意取向压电单晶以及某些压电器件的等效压电d’33常数，仪器测量范围宽，分辨率细，可靠性高，操作简单，对试样大小及形状无特殊要求，圆片、圆环、圆管、方块、长条、柱形及半球壳等均可测量，测量结果和极性在三位半数字面板表上直接显示。ZJ-3型增加了对被测元件的放电保护、放电提示以及被测波形输出等功能，使得仪器在测量未放电（尤其是较大尺寸）的压电元件时具备了高电压放电提示及保护功能，本仪器是从事压电材料及压电元件生产、应用与研究部门的仪器。

二、主要应用领域：无损检测超声检测，医疗超声检测，航空航天，石油天然器，汽车物联网，工业，消费者程序等。

GB3389.4-82《压电陶瓷材料性能测试方法 纵向压电应变常数d33的静态测试》

GB/T3389.5-1995《压电陶瓷材料性能测试方法 圆片厚度伸缩振动模式》

GB000?Tj1.1/T3389.4-1982《压电陶瓷材料性能测试方法 柱体纵向长度伸缩振动模式》

GB/T 3389.7-1986《压电陶瓷材料性能测试方法 强场介电性能的测试》

GB/T3389.8-1986《压电陶瓷材料性能测试方法 热释电系数的测试》

四、产品主要功能：

﹡测量块体压电材料的d33常数

﹡测量具有大压电常数的压电陶瓷

﹡测量小压电常数的压电单晶及压电高分子材料

﹡测量任意取向压电单晶以及某些压电器件的等效压电d’33常数

﹡测量薄膜材料即PVDF等薄膜材料d33常数

五、主要技术指标

d33测量范围：

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

★可以配套PZT-JH10/4/8/12型压电极化装置使用

★可以配套ZJ-D33-YP15压电压片机使用
误差：×1挡：±2%±1个数字，当d33在100到4000pC/N；

D31块体夹具，D15块体夹具，D15圆管夹具，D31块体夹具，薄膜拉伸夹具（新增功能）,共面电极功能（新增）

★计量标定标准样尺寸：18mm*0.8mm，老化时间：2-3年（评判压电测试仪准确性能的重要依据之一）
±5%±1个数字，当d33在10到200pC/N；
×0.1挡：±2%±1个数字，(当d33在10到200pC/N)
±5%±1个数字，当d33在10到20pC/N。
分辨率： ×1挡：1 pC/N；×0.1挡：0.1 pC/N。
尺寸：施力装置：Φ110×140mm；仪器本体：240×200×80mm。
重量：施力装置：约4公斤；
仪器本体：2公斤。
电源：220伏，50赫，20瓦。

★补充参数:

3. 胚体制备

胚体的制备是压电陶瓷生产的关键环节。在原料选择上，目前主要采用锆钛酸铅（PZT）体系，同时还有钛酸钡基（BTO）、钛酸铋钠基（NBT）、铌酸钾钠基（KNN）等无铅体系可供选择。这些体系内的原料配比可以根据实际需求进行灵活调整，以确保最终产品的性能满足要求。完成原料配比后，需将其制成均匀细腻的浆料，再通过适当的成型工艺，将浆料塑造成所需形状的陶瓷胚体。

4、烧结

初期阶段(颗粒结合阶段，1050℃以前)

中期阶段(品粒生长阶段，1050-1200℃)

最终阶段(晶粒校正阶段，1200℃最佳烧结温度)

5、上电极制作

在压电陶瓷的生产过程中，上电极的制造是一个的步骤。这涉及到在陶瓷表面覆盖一层导电材料，通常选用Cu、Ag、Ni、Au等金属，通过烧渗、化学沉积或真空镀膜等技术实现。这一环节对于确保压电陶瓷元件具有优良的导电性和性能至关重要。

6、极化处理

在压电陶瓷的生产流程中，极化是一个关键的步骤。尽管陶瓷内部的晶粒具有自发极化特性，即铁电性，但其自发极化电畴的取向是随机的，导致宏观上并不显现出极化强度。因此，在压电陶瓷元件制作完成后，必须经过极化处理才能展现出压电效应。这一过程是通过施加高压直流电场来实现的，电场作用使得电畴沿特定方向定向排列。值得注意的是，即便在电场去除后，这种定向排列的状态仍能得到大部分保留，从而赋予陶瓷压电效应。

★采用关键极化装置：

PZT-JH10/4高温压电陶瓷极化装置（10KV以下压电陶瓷同时极化1-4片）

关键词：压电极化，压电陶瓷材料，1-4片

PZT-JH10/4高压压电极化装置主要用于10KV以下压电陶瓷或其它压电材料的极化处理，广泛应用于高校及从事压电材料研究或生产的科研及生产单位。

主要特点：

1. 能够同时极化1-4片试样

2. 提供三套测试夹具（可以测试粉末，单样品，及薄的压电陶瓷片）

3. 每路当漏电流超过规定值时，都具有切断保护功能，不影响其它样片的极化，其它回路可按正常极化时间完成极化。

4. 任意夹持样品尺寸为3-40mm片方型或是圆型试样

7、工作电源：AC220V 50/60HZ

8、额定功率：2.0kw

9、压电材料极化或耐压测试：DC：0-10KV（±5％+2个字）连续可调

10、总电流：10mA

11、每路切断电流：0.5mA

12、加热时间：可以自动设定

13、加热元件：优质电阻丝

14、1次测试试样数量:可加载1-4片试样

15、额定温度：≤180℃

16、最高温度：200℃

17、控温方式：智能化恒温控制（进口表），多段程序可控

18、样片：样品尺寸为3-40mm片方型或是圆型试样

19、外形尺寸 ： 875*470*400（mm)

20、★极化探头：优质铜电极（0.2mm）

21、★标准极化样品：8片（10mm*1.5mm）

22、★配套设备装置：可以配置10MM，20MM，30MM，40MM压片夹具

1、极化前后电畴取向的变化

在压电陶瓷的极化过程中，电畴的取向发生了显著变化。未经极化的陶瓷，其自发极化电畴的取向是随机的，导致宏观上并不显现出极化强度。然而，经过高压直流电场的处理后，电畴沿特定方向发生了定向排列。尽管在电场去除后，这种定向排列的状态仍能得到大部分保留，从而赋予陶瓷压电效应。这一变化对于压电陶瓷的性能和功能至关重要。