昆(kun)明(ming)理(li)工(gong)大學(xue)采購(gou)ZJ-3型(xing)精(jing)密(mi)D33測(ce)試(shi)儀(yi)三件套（D33測(ce)試(shi)儀(yi)+極(ji)化(hua)+阻抗(kang))

昆明(ming)理(li)工(gong)大學(xue)采購(gou)ZJ-3型(xing)精(jing)密(mi)D33測(ce)試(shi)儀(yi)三件套（D33測(ce)試(shi)儀(yi)+極(ji)化(hua)+阻抗(kang))

壓電(dian)陶瓷，作(zuo)為電(dian)子(zi)陶瓷的關(guan)鍵(jian)分(fen)支，是(shi)壹(yi)種(zhong)能實(shi)現(xian)機(ji)械能與(yu)電(dian)能相互轉換的功能性陶(tao)瓷材料(liao)。其(qi)獨(du)特的(de)正逆壓電(dian)效應(ying)，使(shi)得(de)它(ta)在(zai)壓電(dian)傳(chuan)感器、驅(qu)動(dong)器、超聲(sheng)換能器、壓電(dian)蜂(feng)鳴(ming)器和(he)濾(lv)波(bo)器等(deng)多個領域中(zhong)發(fa)揮(hui)著重要(yao)作(zuo)用。目(mu)前，壓電(dian)陶瓷主要(yao)采用鋯(gao)鈦酸(suan)鉛（PZT）、鈮鎂(mei)酸鉛(qian)等固溶體為原(yuan)料(liao)，這(zhe)些(xie)材料(liao)雖然(ran)具(ju)有顯(xian)著(zhu)的(de)脆(cui)性，但(dan)通過(guo)幹(gan)壓法、等(deng)靜(jing)壓法、軋膜法(fa)、流(liu)延(yan)法(fa)等(deng)成型(xing)工(gong)藝(yi)，可以簡單(dan)制(zhi)備出(chu)片狀(zhuang)壓電(dian)陶瓷。目(mu)前市(shi)場(chang)市(shi)場(chang)上主流且(qie)可(ke)靠(kao)的(de)儀(yi)器：ZJ-3型(xing)精(jing)密(mi)D33測(ce)試(shi)儀(yi)（由中(zhong)國(guo)科學(xue)院(yuan)&精(jing)科智(zhi)創，功能D31塊體夾具(ju)，D15塊(kuai)體夾具(ju)，D15圓(yuan)管(guan)夾(jia)具(ju)，D31塊(kuai)體夾具(ju)，薄(bo)膜拉伸(shen)夾具(ju)（新(xin)增功能）,共面(mian)電(dian)極(ji)功能（新(xin)增））PZT-JH10/4型(xing)壓電(dian)極(ji)化(hua)裝(zhuang)置（10KV，4通(tong)道），PZT-JH30/1型(xing)壓電(dian)復合極(ji)化(hua)裝(zhuang)置（薄(bo)膜+塊(kuai)體+空氣+矽(gui)油），FE-5000型(xing)鐵(tie)電(dian)測(ce)試(shi)儀(yi)（薄(bo)膜+塊(kuai)體+變溫(wen)+探(tan)針(zhen)臺(tai)），JKZC-03A型(xing)壓電(dian)阻抗(kang)分(fen)析儀(yi)，這(zhe)些(xie)成套(tao)設(she)備組(zu)成。

然而，隨著器件(jian)性(xing)能和實(shi)際應用的(de)不(bu)斷進(jin)步，壓電(dian)陶瓷的結構設(she)計(ji)變得(de)愈(yu)發(fa)復雜與(yu)精密(mi)，常(chang)規(gui)的成型(xing)方(fang)法(fa)已(yi)難(nan)以滿(man)足(zu)這(zhe)些(xie)新(xin)需(xu)求。因此(ci)，如何(he)有效制(zhi)備具(ju)有復雜結(jie)構的壓電(dian)陶瓷，成為了(le)當前科(ke)研人(ren)員(yuan)共同(tong)關(guan)註(zhu)的(de)焦(jiao)點(dian)。

1. 壓電(dian)陶瓷的原理(li)與(yu)制(zhi)備流程(cheng)

壓電(dian)陶瓷的壓電(dian)效應(ying)源(yuan)於(yu)陶(tao)瓷晶體的電(dian)荷(he)分(fen)布差(cha)異(yi)與(yu)電(dian)極(ji)的(de)導電(dian)性。在(zai)自然(ran)狀(zhuang)態(tai)下，陶(tao)瓷晶體呈現(xian)電(dian)性中(zhong)性(xing)。然而，當壓電(dian)陶瓷受到機械應力(li)或壓力作(zuo)用時(shi)，其(qi)晶體結構會發(fa)生(sheng)微(wei)小畸變，導致(zhi)正負電(dian)荷(he)分(fen)布不(bu)均，進(jin)而產(chan)生電(dian)場(chang)。這(zhe)壹電(dian)場(chang)隨後(hou)被(bei)電(dian)極(ji)有效收(shou)集(ji)，並供外(wai)部電(dian)路使用。因(yin)此(ci)，陶瓷晶體與(yu)電(dian)極(ji)可(ke)視為壓電(dian)陶瓷的核心組(zu)件。其(qi)制(zhi)備過(guo)程(cheng)涵蓋陶瓷胚體的制(zhi)作(zuo)、燒(shao)結(jie)、電(dian)極(ji)塗(tu)抹以及極(ji)化(hua)處(chu)理(li)四(si)個關(guan)鍵(jian)步(bu)驟(zhou)。

2. 壓電(dian)效應(ying)的(de)原理(li)

壓電(dian)效應(ying)是(shi)壓電(dian)陶瓷的核心原理(li)。當壓電(dian)陶瓷受到外(wai)力作(zuo)用，如(ru)機(ji)械應力(li)或壓力，其(qi)晶體結構會發(fa)生(sheng)微(wei)小變形(xing)，導致(zhi)正負電(dian)荷(he)在(zai)晶體中(zhong)重(zhong)新(xin)分(fen)布，從(cong)而產(chan)生電(dian)場(chang)。這(zhe)壹電(dian)場(chang)可以被(bei)電(dian)極(ji)有效捕捉並輸(shu)出(chu)到(dao)外(wai)部電(dian)路中(zhong)，實(shi)現(xian)能量的(de)轉換與(yu)利用。

★采用關(guan)鍵(jian)測(ce)試(shi)裝(zhuang)置：

目(mu)前我(wo)們(men)國(guo)家(jia)對(dui)材料(liao)測(ce)試(shi)越(yue)來越(yue)重視(shi)，很(hen)多單(dan)位及科研院(yuan)校對(dui)產品甄(zhen)別(bie)出(chu)現(xian)很(hen)大問題，但是(shi)真(zhen)正測(ce)試(shi)材料(liao)需(xu)要(yao)選(xuan)擇壹(yi)款精(jing)準(zhun)可(ke)靠(kao)的(de)測(ce)試(shi)產(chan)品，這(zhe)樣(yang)對(dui)自己(ji)的(de)測(ce)試(shi)成果(guo)及研(yan)究(jiu)會帶(dai)來很(hen)大的(de)作(zuo)用,對(dui)我們(men)的生(sheng)產(chan)帶(dai)來極(ji)大的(de)指(zhi)導性(xing)作(zuo)用。

ZJ-3型(xing)壓電(dian)測(ce)試(shi)儀(yi)（靜(jing)壓電(dian)系數d33測(ce)量(liang)儀(yi)），PVDF壓電(dian)薄(bo)膜測(ce)試(shi)儀(yi)
關(guan)鍵(jian)詞:壓電(dian),陶瓷材料(liao),高(gao)分(fen)子(zi),d33/d15

壹、產品介紹(shao)：

ZJ-3型(xing)壓電(dian)測(ce)試(shi)儀(yi)（靜(jing)壓電(dian)系數d33測(ce)量(liang)儀(yi)）是(shi)為測(ce)量(liang)壓電(dian)材料(liao)的(de)d33常(chang)數而設(she)計(ji)的專用儀(yi)器，它(ta)可(ke)用來測(ce)量(liang)具(ju)有大壓電(dian)常(chang)數的壓電(dian)陶瓷，小壓電(dian)常(chang)數的壓電(dian)單(dan)晶及壓電(dian)高分(fen)子(zi)材料(liao)。此(ci)外(wai)，也可(ke)測(ce)量(liang)任(ren)意取向(xiang)壓電(dian)單(dan)晶以及某些(xie)壓電(dian)器件(jian)的(de)等(deng)效壓電(dian)d’33常(chang)數，儀器測(ce)量(liang)範(fan)圍(wei)寬，分(fen)辨率(lv)細，可(ke)靠(kao)性(xing)高(gao)，操(cao)作(zuo)簡(jian)單(dan)，對(dui)試(shi)樣(yang)大小(xiao)及(ji)形(xing)狀(zhuang)無特(te)殊要(yao)求，圓片、圓(yuan)環(huan)、圓(yuan)管、方(fang)塊(kuai)、長(chang)條、柱形(xing)及(ji)半(ban)球殼(ke)等(deng)均可(ke)測(ce)量(liang)，測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)和極(ji)性(xing)在(zai)三位(wei)半(ban)數字(zi)面板表上直接顯(xian)示。ZJ-3型(xing)增加了(le)對(dui)被(bei)測(ce)元件(jian)的(de)放電(dian)保護、放電(dian)提示以及被(bei)測(ce)波(bo)形(xing)輸(shu)出(chu)等(deng)功能，使得(de)儀(yi)器在(zai)測(ce)量(liang)未(wei)放(fang)電(dian)（尤其(qi)是(shi)較(jiao)大尺寸）的(de)壓電(dian)元件(jian)時(shi)具(ju)備了高電(dian)壓放電(dian)提示及保護功能，本(ben)儀器是(shi)從(cong)事(shi)壓電(dian)材料(liao)及(ji)壓電(dian)元件(jian)生(sheng)產、應(ying)用與(yu)研究(jiu)部門(men)的儀器。

二(er)、主(zhu)要(yao)應用領(ling)域(yu)：無損(sun)檢(jian)測(ce)超聲(sheng)檢測(ce)，醫(yi)療(liao)超聲(sheng)檢測(ce)，航(hang)空航(hang)天(tian)，石油(you)天(tian)然器，汽(qi)車(che)物(wu)聯網，工(gong)業，消費者(zhe)程(cheng)序(xu)等(deng)。

GB3389.4-82《壓電(dian)陶瓷材料(liao)性(xing)能測(ce)試(shi)方(fang)法(fa) 縱向(xiang)壓電(dian)應變常(chang)數d33的靜(jing)態(tai)測(ce)試(shi)》

GB/T3389.5-1995《壓電(dian)陶瓷材料(liao)性(xing)能測(ce)試(shi)方(fang)法(fa) 圓(yuan)片厚(hou)度(du)伸縮振動(dong)模式(shi)》

GB000?Tj1.1/T3389.4-1982《壓電(dian)陶瓷材料(liao)性(xing)能測(ce)試(shi)方(fang)法(fa) 柱(zhu)體縱向(xiang)長度(du)伸縮振動(dong)模式(shi)》

GB/T 3389.7-1986《壓電(dian)陶瓷材料(liao)性(xing)能測(ce)試(shi)方(fang)法(fa) 強(qiang)場(chang)介電(dian)性能的測(ce)試(shi)》

GB/T3389.8-1986《壓電(dian)陶瓷材料(liao)性(xing)能測(ce)試(shi)方(fang)法(fa) 熱(re)釋(shi)電(dian)系數的測(ce)試(shi)》

四、產品主(zhu)要(yao)功能：

﹡測(ce)量(liang)塊(kuai)體壓電(dian)材料(liao)的(de)d33常(chang)數

﹡測(ce)量(liang)具(ju)有大壓電(dian)常(chang)數的壓電(dian)陶瓷

﹡測(ce)量(liang)小(xiao)壓電(dian)常(chang)數的壓電(dian)單(dan)晶及壓電(dian)高分(fen)子(zi)材料(liao)

﹡測(ce)量(liang)任(ren)意取向(xiang)壓電(dian)單(dan)晶以及某些(xie)壓電(dian)器件(jian)的(de)等(deng)效壓電(dian)d’33常(chang)數

﹡測(ce)量(liang)薄(bo)膜材料(liao)即(ji)PVDF等(deng)薄(bo)膜材料(liao)d33常(chang)數

五(wu)、主要(yao)技(ji)術指(zhi)標(biao)

d33測(ce)量(liang)範(fan)圍(wei)：

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

★可以配(pei)套PZT-JH10/4/8/12型(xing)壓電(dian)極(ji)化(hua)裝(zhuang)置使(shi)用

★可以配(pei)套ZJ-D33-YP15壓電(dian)壓片機(ji)使(shi)用
誤差：×1擋(dang)：±2%±1個數字(zi)，當d33在(zai)100到4000pC/N；

D31塊體夾具(ju)，D15塊(kuai)體夾具(ju)，D15圓(yuan)管(guan)夾(jia)具(ju)，D31塊(kuai)體夾具(ju)，薄(bo)膜拉伸(shen)夾具(ju)（新(xin)增功能）,共面(mian)電(dian)極(ji)功能（新(xin)增）

★計量標(biao)定(ding)標(biao)準(zhun)樣(yang)尺寸：18mm*0.8mm，老(lao)化(hua)時(shi)間(jian)：2-3年（評判(pan)壓電(dian)測(ce)試(shi)儀(yi)準(zhun)確(que)性能的重(zhong)要(yao)依據(ju)之(zhi)壹(yi)）
±5%±1個數字(zi)，當d33在(zai)10到200pC/N；
×0.1擋(dang)：±2%±1個數字(zi)，(當d33在(zai)10到200pC/N)
±5%±1個數字(zi)，當d33在(zai)10到20pC/N。
分(fen)辨率(lv)： ×1擋(dang)：1 pC/N；×0.1擋(dang)：0.1 pC/N。
尺寸：施(shi)力裝(zhuang)置：Φ110×140mm；儀(yi)器本(ben)體：240×200×80mm。
重量：施力(li)裝(zhuang)置：約(yue)4公斤(jin)；
儀器本(ben)體：2公斤(jin)。
電(dian)源：220伏(fu)，50赫，20瓦。

★補充參(can)數:

3. 胚體制(zhi)備

胚體的制(zhi)備是(shi)壓電(dian)陶瓷生產的關(guan)鍵(jian)環(huan)節(jie)。在(zai)原料(liao)選(xuan)擇上，目(mu)前主(zhu)要(yao)采用鋯(gao)鈦酸(suan)鉛（PZT）體系，同(tong)時(shi)還(hai)有鈦酸(suan)鋇(bei)基（BTO）、鈦酸(suan)鉍(bi)鈉基（NBT）、鈮酸鉀鈉(na)基（KNN）等無鉛(qian)體系可(ke)供(gong)選(xuan)擇。這(zhe)些(xie)體系內(nei)的原(yuan)料(liao)配(pei)比(bi)可以根(gen)據(ju)實(shi)際需(xu)求進(jin)行靈活(huo)調整，以確(que)保最終產(chan)品的(de)性能滿(man)足(zu)要(yao)求。完成原(yuan)料(liao)配(pei)比(bi)後(hou)，需(xu)將(jiang)其(qi)制(zhi)成均勻細膩的漿(jiang)料(liao)，再(zai)通(tong)過(guo)適當的成型(xing)工(gong)藝(yi)，將(jiang)漿(jiang)料(liao)塑(su)造(zao)成所(suo)需(xu)形(xing)狀(zhuang)的陶(tao)瓷胚體。

4、燒結

初期(qi)階(jie)段(顆粒(li)結合(he)階(jie)段，1050℃以前)

中(zhong)期(qi)階(jie)段(品粒(li)生長(chang)階(jie)段，1050-1200℃)

最終階(jie)段(晶粒(li)校正階(jie)段，1200℃最佳燒結(jie)溫(wen)度(du))

5、上電(dian)極(ji)制(zhi)作(zuo)

在(zai)壓電(dian)陶瓷的生產過(guo)程(cheng)中(zhong)，上電(dian)極(ji)的(de)制(zhi)造(zao)是(shi)壹(yi)個(ge)的(de)步(bu)驟(zhou)。這(zhe)涉(she)及到(dao)在(zai)陶瓷表面(mian)覆(fu)蓋壹層導電(dian)材料(liao)，通(tong)常(chang)選(xuan)用Cu、Ag、Ni、Au等(deng)金(jin)屬，通(tong)過(guo)燒滲、化(hua)學(xue)沈(chen)積(ji)或真(zhen)空鍍(du)膜等(deng)技(ji)術實(shi)現(xian)。這(zhe)壹環(huan)節(jie)對(dui)於(yu)確(que)保壓電(dian)陶瓷元件(jian)具(ju)有優(you)良的(de)導電(dian)性和(he)性(xing)能至關(guan)重(zhong)要(yao)。

6、極(ji)化(hua)處(chu)理(li)

在(zai)壓電(dian)陶瓷的生產流(liu)程(cheng)中(zhong)，極(ji)化(hua)是(shi)壹(yi)個(ge)關(guan)鍵(jian)的(de)步(bu)驟(zhou)。盡(jin)管陶瓷內(nei)部的(de)晶粒(li)具(ju)有自發(fa)極(ji)化(hua)特(te)性(xing)，即(ji)鐵(tie)電(dian)性，但(dan)其(qi)自發(fa)極(ji)化(hua)電(dian)疇(chou)的(de)取向(xiang)是(shi)隨(sui)機(ji)的(de)，導致(zhi)宏(hong)觀上並不顯(xian)現(xian)出(chu)極(ji)化(hua)強(qiang)度(du)。因此(ci)，在(zai)壓電(dian)陶瓷元件(jian)制(zhi)作(zuo)完成後(hou)，必須經(jing)過(guo)極(ji)化(hua)處(chu)理(li)才(cai)能展現(xian)出(chu)壓電(dian)效應(ying)。這(zhe)壹過(guo)程(cheng)是(shi)通(tong)過(guo)施加高(gao)壓直流(liu)電(dian)場(chang)來實(shi)現(xian)的(de)，電(dian)場(chang)作(zuo)用使(shi)得(de)電(dian)疇(chou)沿(yan)特(te)定(ding)方(fang)向(xiang)定(ding)向排列(lie)。值(zhi)得(de)註(zhu)意的是(shi)，即(ji)便(bian)在(zai)電(dian)場(chang)去除後(hou)，這(zhe)種定(ding)向排列(lie)的(de)狀(zhuang)態(tai)仍能得(de)到(dao)大部分(fen)保留(liu)，從(cong)而(er)賦(fu)予陶(tao)瓷壓電(dian)效應(ying)。

★采用關(guan)鍵(jian)極(ji)化(hua)裝(zhuang)置：

PZT-JH10/4高溫(wen)壓電(dian)陶瓷極(ji)化(hua)裝(zhuang)置（10KV以下壓電(dian)陶瓷同時極(ji)化(hua)1-4片）

關(guan)鍵(jian)詞：壓電(dian)極(ji)化(hua)，壓電(dian)陶瓷材料(liao)，1-4片

PZT-JH10/4高壓壓電(dian)極(ji)化(hua)裝(zhuang)置主(zhu)要(yao)用於(yu)10KV以下壓電(dian)陶瓷或其它壓電(dian)材料(liao)的(de)極(ji)化(hua)處(chu)理(li)，廣泛(fan)應(ying)用於(yu)高(gao)校及從事(shi)壓電(dian)材料(liao)研(yan)究(jiu)或(huo)生(sheng)產(chan)的(de)科研及生(sheng)產單(dan)位。

主要(yao)特點(dian)：

1. 能夠(gou)同(tong)時極(ji)化(hua)1-4片試(shi)樣(yang)

2. 提供三套(tao)測(ce)試(shi)夾(jia)具(ju)（可(ke)以測(ce)試(shi)粉(fen)末，單(dan)樣(yang)品，及(ji)薄(bo)的壓電(dian)陶瓷片）

3. 每路當漏電(dian)流超過(guo)規(gui)定值(zhi)時，都具(ju)有切(qie)斷保護功能，不影(ying)響其(qi)它(ta)樣(yang)片的(de)極(ji)化(hua)，其(qi)它(ta)回(hui)路可按(an)正常(chang)極(ji)化(hua)時(shi)間(jian)完成極(ji)化(hua)。

4. 任意夾持樣(yang)品尺寸為3-40mm片方(fang)型(xing)或(huo)是(shi)圓(yuan)型(xing)試(shi)樣(yang)

7、工作(zuo)電(dian)源：AC220V 50/60HZ

8、額(e)定(ding)功率(lv)：2.0kw

9、壓電(dian)材料(liao)極(ji)化(hua)或(huo)耐(nai)壓測(ce)試(shi)：DC：0-10KV（±5％+2個(ge)字(zi)）連續(xu)可調

10、總電(dian)流：10mA

11、每路切斷(duan)電(dian)流：0.5mA

12、加熱(re)時(shi)間(jian)：可以自動(dong)設(she)定(ding)

13、加熱(re)元件(jian)：優(you)質電(dian)阻絲

14、1次(ci)測(ce)試(shi)試(shi)樣(yang)數量:可(ke)加載1-4片試(shi)樣(yang)

15、額(e)定(ding)溫(wen)度(du)：≤180℃

16、最高溫(wen)度(du)：200℃

17、控溫(wen)方(fang)式(shi)：智(zhi)能化(hua)恒(heng)溫(wen)控(kong)制(zhi)（進(jin)口(kou)表），多段程(cheng)序(xu)可(ke)控

18、樣(yang)片：樣(yang)品尺寸為3-40mm片方(fang)型(xing)或(huo)是(shi)圓(yuan)型(xing)試(shi)樣(yang)

19、外(wai)形(xing)尺寸 ： 875*470*400（mm)

20、★極(ji)化(hua)探(tan)頭(tou)：優(you)質銅(tong)電(dian)極(ji)（0.2mm）

21、★標(biao)準(zhun)極(ji)化(hua)樣(yang)品：8片（10mm*1.5mm）

22、★配(pei)套設(she)備裝置：可(ke)以配(pei)置10MM，20MM，30MM，40MM壓片夾(jia)具(ju)

1、極(ji)化(hua)前(qian)後(hou)電(dian)疇(chou)取向(xiang)的(de)變化(hua)

在(zai)壓電(dian)陶瓷的極(ji)化(hua)過(guo)程(cheng)中(zhong)，電(dian)疇(chou)的(de)取向(xiang)發(fa)生(sheng)了(le)顯著(zhu)變化(hua)。未(wei)經(jing)極(ji)化(hua)的(de)陶(tao)瓷，其自發(fa)極(ji)化(hua)電(dian)疇(chou)的(de)取向(xiang)是(shi)隨(sui)機(ji)的(de)，導致(zhi)宏(hong)觀上並不顯(xian)現(xian)出(chu)極(ji)化(hua)強(qiang)度(du)。然而，經(jing)過(guo)高壓直流(liu)電(dian)場(chang)的處(chu)理(li)後(hou)，電(dian)疇(chou)沿(yan)特(te)定(ding)方(fang)向(xiang)發(fa)生(sheng)了(le)定向(xiang)排列(lie)。盡(jin)管(guan)在(zai)電(dian)場(chang)去除後(hou)，這(zhe)種定(ding)向排列(lie)的(de)狀(zhuang)態(tai)仍能得(de)到(dao)大部分(fen)保留(liu)，從(cong)而(er)賦(fu)予陶(tao)瓷壓電(dian)效應(ying)。這(zhe)壹變化(hua)對(dui)於(yu)壓電(dian)陶瓷的性能和功能至關(guan)重(zhong)要(yao)。