PZT 压电陶瓷材料极化与压电性能综合测试案例

PZT 压电陶瓷材料极化与压电性能综合测试案例

***高校材料实验案列

（使用设备：ZJ-3 精密 D33 测试仪 + PZT-JH10/4 压电极化装置 + JKZC-YDZK03A 压电阻抗分析仪）

一、实验目的

对烧结、被银后的 PZT-5H 压电陶瓷圆片进行高温硅油极化，并系统测试压电常数 d33、谐振 / 反谐振频率、介电常数、机电耦合系数 kp、机械品质因数 Qm，完成材料压电性能完整表征。

二、实验样品与设备

·         样品：PZT-5H 压电陶瓷，φ10 mm×1 mm，双面烧银电极

·         极化设备：PZT-JH10/4 压电极化装置（10 kV/4 工位，硅油浴）

·         d33 测试：ZJ-3 精密 D33 测试仪（准静态，量程 ×1 档：10–2000 pC/N）

·         阻抗 / 介电测试：JKZC-YDZK03A 压电阻抗分析仪

三、实验流程

1. 样品预处理

1.    检查电极完整、无短路、无掉银

2.    无水乙醇擦拭，烘干，室温静置

2. 高压极化（PZT-JH10/4）

1.    向极化缸注入绝缘硅油，浸没样品架

2.    将样品垂直放入夹具，保证电极接触良好

3.    关闭缸盖，设置参数：

o    温度：100℃

o    极化场强：3.0 kV/mm

o    保温极化时间：30 min

4.    启动加热，到达温度后缓慢升压

5.    极化结束保压降温至＜50℃，降压、断电、取出样品

6.    样品去油清洁，室温放置 24 h后测试

3. 压电常数 d33 测试（ZJ-3）

1.    开机预热 30 min，用标准片校准

2.    量程选 **×1 档 **

3.    样品置于测试头中心，保证垂直受力

4.    轻按测试键，读取稳定数值

5.    每片测3 点取平均，记录极性

4. 阻抗与机电参数测试（JKZC-YDZK03A）

1.    仪器开路 / 短路校准

2.    样品接入测试夹具，设置测试频率：20 Hz–5 MHz

3.    启动扫频，自动获取：

o    谐振频率 Fs、反谐振频率 Fa

o    自由电容 CT、介电常数 εr

o    机电耦合系数 kp

o    机械品质因数 Qm

4.    导出数据与曲线

四、典型测试结果（示例）

五、结论

本案例采用PZT-JH10/4 极化 + ZJ-3 测 d33 + JKZC-YDZK03A 阻抗分析的标准流程，可稳定、高效完成 PZT 系列压电陶瓷的极化处理与全参数表征，数据满足材料研发、工艺优化、出厂检验与科研论文使用