描述(shu)：ZJ-6型(xing)壓電測(ce)試儀(yi)（準靜態(tai)d33/d31(+d15)測(ce)量儀(yi)）是(shi)為測量壓電材料的(de)d33常(chang)數而設(she)計的(de)專(zhuan)用儀(yi)器，它可用來(lai)測量具(ju)有大壓電常(chang)數的(de)壓電陶瓷(ci)，小(xiao)壓電常(chang)數的(de)壓電單(dan)晶及(ji)壓電高(gao)分子(zi)材料。此(ci)外(wai)，也(ye)可測(ce)量任(ren)意取(qu)向壓電單(dan)晶以(yi)及(ji)某(mou)些(xie)壓電器件的(de)等效(xiao)壓電d33/d15常(chang)數，儀(yi)器測(ce)量範圍(wei)寬，分辨(bian)率細(xi)，可靠性高(gao)，操(cao)作簡(jian)單(dan)，對(dui)試樣(yang)大小(xiao)及形(xing)狀(zhuang)無特(te)殊(shu)要求(qiu)，圓片、圓環、圓管、方(fang)塊、長條、柱形(xing)及(ji)半球(qiu)殼(ke)等均可測(ce)量，測(ce)量結(jie)果和(he)

薄膜+塊體+粉(fen)末+夾(jia)具(ju)精密(mi)壓電系(xi)數D33測試儀(yi)

ZJ-6型壓電測(ce)試儀(yi)（準靜態(tai)d33/d31(+d15)測(ce)量儀(yi)）

目(mu)前(qian)我(wo)們國家對(dui)材料測(ce)試越(yue)來(lai)越重(zhong)視(shi)，很(hen)多(duo)單(dan)位(wei)及(ji)科研院(yuan)校(xiao)對(dui)產品(pin)甄(zhen)別(bie)出(chu)現(xian)很(hen)大問(wen)題，但是(shi)真正測試材料需(xu)要選(xuan)擇(ze)壹款精準(zhun)可靠的(de)測試(shi)產品(pin)，這樣(yang)對(dui)自己的(de)測試(shi)成(cheng)果及研究(jiu)會(hui)帶(dai)來(lai)很(hen)大的(de)作用,對(dui)我(wo)們的(de)生(sheng)產帶(dai)來(lai)極大的(de)指導(dao)性作用。

關鍵詞:壓電,陶瓷(ci)材料,高(gao)分子(zi)         

壹、產品(pin)介(jie)紹(shao)：

    ZJ-6型壓電測(ce)試儀(yi)（準靜態(tai)d33/d31(+d15)測(ce)量儀(yi)）是(shi)為測量壓電材料的(de)d₃₃常(chang)數而設(she)計的(de)專(zhuan)用儀(yi)器，它可用來(lai)測量具(ju)有大壓電常(chang)數的(de)壓電陶瓷(ci)，小(xiao)壓電常(chang)數的(de)壓電單(dan)晶及(ji)壓電高(gao)分子(zi)材料。此(ci)外(wai)，也(ye)可測(ce)量任(ren)意取(qu)向壓電單(dan)晶以(yi)及(ji)某(mou)些(xie)壓電器件的(de)等效(xiao)壓電d₃₃/d₁₅常(chang)數，儀(yi)器測(ce)量範圍(wei)寬，分辨(bian)率細(xi)，可靠性高(gao)，操(cao)作簡(jian)單(dan)，對(dui)試樣(yang)大小(xiao)及形(xing)狀(zhuang)無特(te)殊(shu)要求(qiu)，圓片、圓環、圓管、方(fang)塊、長條、柱形(xing)及(ji)半球(qiu)殼(ke)等均可測(ce)量，測(ce)量結(jie)果和(he)極性在(zai)三(san)位半(ban)數字(zi)面板表(biao)上直(zhi)接(jie)顯(xian)示(shi)。

ZJ-6型壓電測(ce)試儀(yi)（準靜態(tai)d33/d31(+d15)測(ce)量儀(yi)）的(de)d₃₃測量上限被擴(kuo)大到8000pC/N，不僅(jin)可用來(lai)測量普(pu)通的(de)壓電陶瓷(ci)材料，還(hai)可用來(lai)測量具(ju)有大壓電常(chang)數的(de)新型(xing)壓電單(dan)晶的(de)d₃₃常(chang)數，如PZN-PT91/9壓電單(dan)晶(d₃₃可達(da)3000pC/N左右(you)或(huo)更(geng)高(gao))

ZJ-6型壓電測(ce)試儀(yi)（準靜態(tai)d33/d31(+d15)測(ce)量儀(yi)）帶(dai)有測(ce)量d₃₁壓電常(chang)數的(de)配件，利(li)用它可以(yi)測(ce)量徑(jing)向(xiang)極化(hua)園管和(he)長方棒(bang)形(xing)壓電元(yuan)件的(de)橫向(xiang)壓電常(chang)數d₃₁。

    ZJ-6型壓電測(ce)試儀(yi)（準靜態(tai)d33/d31(+d15)測(ce)量儀(yi)）如配合(he)切向加(jia)力適(shi)配(pei)器（選(xuan)配(pei)件）還(hai)可以(yi)測(ce)量壓電元(yuan)件的(de)切向(xiang)壓電常(chang)數d₁₅ (d₁₅測量的(de)量程(cheng)、準確(que)度(du)和(he)分辯(bian)率同(tong)d₃₃)。

本儀(yi)器是(shi)從事壓電材料及(ji)壓電元(yuan)件生(sheng)產、應(ying)用與研究(jiu)部門(men)的(de)儀(yi)器。

二(er)、主要應(ying)用領域(yu)：無損(sun)檢(jian)測(ce)超(chao)聲(sheng)檢(jian)測，醫療超聲(sheng)檢(jian)測，航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)，石(shi)油(you)天(tian)然器，汽(qi)車物聯(lian)網(wang)，，工業，消費(fei)者(zhe)程序(xu)等。

二、產品(pin)主要功(gong)能：

測量壓電材料的(de)d₃₁常(chang)數

測量具(ju)有大壓電常(chang)數的(de)壓電陶瓷(ci)

測量小(xiao)壓電常(chang)數的(de)壓電單(dan)晶及(ji)壓電高(gao)分子(zi)材料   

測量任(ren)意取(qu)向壓電單(dan)晶以(yi)及(ji)某(mou)些(xie)壓電器件的(de)等效(xiao)壓電d’₃₃常(chang)數

測量壓電元(yuan)件的(de)切向(xiang)壓電常(chang)數d₁₅

三、主要技(ji)術指標:

d33/d15：量程(cheng):×1 檔(dang):20 至 8000pC/N；×0.1檔(dang):2至200pC/N

×1檔(dang):±2%±1至3 (pC/N)，當d33 在200至(zhi)8000pC/N

×0.1 檔(dang): =±2%±1至3 (0.1pC/N)，當d33 在20至(zhi)200pC/N

±5%±1至3 (0.1pC/N)，當 d₃₃ 在2至(zhi)20pC/N

計量標(biao)定(ding)標準樣(yang)尺(chi)寸(cun)：18mm*0.8mm，老(lao)化(hua)時間：2-3年（評判壓電測(ce)試儀(yi)準確性能的(de)重(zhong)要依據之壹）

提供(gong)壓電薄膜標準片(pian)：20*20MM

電壓保護：放電(dian)保護功能  

D31塊體(ti)夾(jia)具(ju)，D15塊體(ti)夾(jia)具(ju)，D15圓管夾(jia)具(ju)，D31塊體(ti)夾(jia)具(ju)，薄膜拉伸(shen)夾(jia)具(ju)（新增(zeng)功能）,共面電(dian)極功(gong)能（新增(zeng)）

±5%±1個數字(zi)，當d33在10到200pC/N；
×0.1擋：±2%±1個數字(zi)，(當d33在10到200pC/N)
±5%±1個數字(zi)，當d33在10到20pC/N。
分辨(bian)率： ×1擋(dang)：1 pC/N；    ×0.1擋(dang)：0.1 pC/N。

頻率：110HZ

交變力(li)：0.25N
尺(chi)寸(cun)：施(shi)力(li)裝置：Φ110×140mm；儀(yi)器本(ben)體(ti)：240×200×80mm。
重(zhong)量：施(shi)力(li)裝置：約4公斤(jin)；   
儀(yi)器本(ben)體(ti)：2公斤(jin)。
電(dian)源：220伏(fu)，50赫(he)，20瓦(wa)。

壓電陶瓷(ci)因其可實現(xian)機(ji)械能與電(dian)能之間(jian)的(de)雙向(xiang)轉(zhuan)換(huan)，被(bei)廣(guang)泛應(ying)用於能量采(cai)集器、換(huan)能器、機(ji)器人(ren)等領(ling)域。隨著3D打(da)印等增(zeng)材制造技(ji)術的(de)發展，傳統加(jia)工難以實現(xian)的(de)復雜(za)幾何(he)結(jie)構(gou)逐(zhu)步成(cheng)為可能。本文(wen)綜述(shu)了(le)壓電陶瓷(ci)器件中(zhong)幾何(he)形(xing)狀(zhuang)對(dui)能量轉(zhuan)換(huan)性能的(de)影(ying)響(xiang)，涵蓋多(duo)層結(jie)構(gou)、彎曲(qu)器、螺旋(xuan)體(ti)、殼(ke)體、拓(tuo)撲優(you)化(hua)結(jie)構(gou)及超(chao)材料等多(duo)種典(dian)型設(she)計。為新型壓電器件的(de)設(she)計與制(zhi)造提供(gong)參(can)考(kao)。

壓電陶瓷(ci)簡(jian)介

壓電效(xiao)應(ying)是(shi)機(ji)械能和(he)電能的(de)耦合(he)，壓電材料在(zai)眾多(duo)關鍵技(ji)術中(zhong)發揮(hui)著重(zhong)要作用。其正(zheng)向壓電效(xiao)應(ying)廣泛應(ying)用於各(ge)類(lei)傳感器、超(chao)聲(sheng)設(she)備(bei)和(he)能量采(cai)集器中(zhong)；而逆(ni)向壓電效(xiao)應(ying)則常(chang)用於高(gao)精度(du)驅(qu)動(dong)器及(ji)高(gao)功率超(chao)聲(sheng)系(xi)統。目(mu)前(qian)，壓電陶瓷(ci)市(shi)場(chang)估(gu)值(zhi)約為20億美(mei)元，主要由(you)含(han)鉛陶瓷(ci)（如PZT）主導(dao)。與單(dan)晶材料相比，陶瓷(ci)具(ju)有更(geng)高(gao)的(de)可加(jia)工性，能夠較(jiao)容(rong)易(yi)地制備(bei)成(cheng)多(duo)種復雜形(xing)狀(zhuang)，因此(ci)成(cheng)為壓電材料研究(jiu)與應(ying)用的(de)核心(xin)方向(xiang)。

壓電設(she)備(bei)架(jia)構(gou)圖

壓電陶瓷(ci)形(xing)狀(zhuang)的(de)設(she)計

雖(sui)然(ran)壓電陶瓷(ci)長期以(yi)來(lai)壹直(zhi)以(yi)傳(chuan)統(tong)設(she)計的(de)形(xing)式(shi)使(shi)用，例如圓盤(pan)、平板、環(huan)和(he)管，但(dan)制造方法(fa)的(de)進步使(shi)得具(ju)有復(fu)雜(za)形(xing)狀(zhuang)以(yi)及(ji)電(dian)極和(he)極化(hua)網(wang)絡(luo)的(de)非(fei)傳(chuan)統(tong)壓電陶瓷(ci)成(cheng)為可能。

壓電元(yuan)件的(de)形(xing)狀(zhuang)會(hui)影(ying)響(xiang)其(qi)振動模式，進而(er)影(ying)響(xiang)機(ji)電(dian)耦合(he)因子的(de)解析(xi)表(biao)達式，如下(xia)圖。長寬比與標(biao)準要求(qiu)不(bu)同(tong)的(de)壓電元(yuan)件將(jiang)產生(sheng)多(duo)種振動模式的(de)重(zhong)疊響(xiang)應(ying)。這使(shi)得在表(biao)征(zheng)材料參(can)數時阻(zu)抗譜(pu)的(de)解釋(shi)變得復雜，並且(qie)需(xu)要進行(xing)額外(wai)的(de)數據分析，尤(you)其是(shi)當這些元件用作設(she)備(bei)中(zhong)的(de)傳感器時。

幾種諧(xie)振模式的(de)機(ji)電(dian)耦合(he)系(xi)數，其中(zhong) t 為厚度(du)，d 為直(zhi)徑(jing)，L 為其他尺(chi)寸(cun)，P 為極化(hua)方(fang)向(xiang)

壓電元(yuan)件的(de)幾何(he)形(xing)狀(zhuang)會(hui)顯(xian)著影(ying)響(xiang)其(qi)耦合(he)系(xi)數類(lei)型與大小(xiao)。例如，相比板狀(zhuang)或(huo)柱狀(zhuang)結(jie)構(gou)，薄圓盤(pan)在相同(tong)方(fang)向上的(de)耦合(he)系(xi)數較(jiao)低。形(xing)狀(zhuang)由(you)圓盤(pan)向柱或(huo)棒(bang)的(de)轉(zhuan)變能夠增(zeng)強(qiang)縱向響(xiang)應(ying)。長寬比的(de)變化(hua)也(ye)會對(dui)測得的(de)電荷(he)系(xi)數（如 d₃₃）產生(sheng)影(ying)響(xiang)。實驗中(zhong)測得的(de)“有效(xiao)"d₃₃值可能與材料固(gu)有的(de)d₃₃不同(tong)。例如，Barzegar 等發(fa)現(xian) PZT 薄圓盤(pan)的(de) d₃₃值普(pu)遍降(jiang)低約 30%。Stewart 等進壹步發現(xian)，薄圓盤(pan)中(zhong)的(de)厚度(du)效(xiao)應(ying)使(shi)得軟(ruan) PZT 的(de) d₃₃值降(jiang)低，而(er)硬 PZT 的(de)值則升(sheng)高(gao)。

此(ci)外(wai)，形(xing)狀(zhuang)相關的(de)另壹個關鍵因素是(shi)曲(qu)率。彎(wan)曲(qu)結(jie)構(gou)中(zhong)，由(you) d₃₃ 分(fen)量引起的(de)位移在(zai)邊緣(yuan)處(chu)更(geng)顯(xian)著，並且(qie)壓電正(zheng)應(ying)力所產生(sheng)的(de)彎矩(ju)在曲(qu)面結(jie)構(gou)中(zhong)明(ming)顯(xian)大於(yu)直(zhi)線(xian)結(jie)構(gou)，從而(er)進壹步增(zeng)強(qiang)了壓電響(xiang)應(ying)。