昆明理工大學采購ZJ-3型精密D33測試儀三件套（D33測試儀+極化+阻抗)

壓電陶瓷，作為電子陶瓷的關鍵分支，是一種能實現機械能與電能相互轉換的功能性陶瓷材料。其獨特的正逆壓電效應，使得它在壓電傳感器、驅動器、超聲換能器、壓電蜂鳴器和濾波器等多個領域中發揮著重要作用。目前，壓電陶瓷主要采用鋯鈦酸鉛（PZT）、鈮鎂酸鉛等固溶體為原料，這些材料雖然具有顯著的脆性，但通過干壓法、等靜壓法、軋膜法、流延法等成型工藝，可以簡單制備出片狀壓電陶瓷。目前市場市場上主流且可靠的儀器：ZJ-3型精密D33測試儀（由中國科學院&精科智創，功能D31塊體夾具，D15塊體夾具，D15圓管夾具，D31塊體夾具，薄膜拉伸夾具（新增功能）,共面電極功能（新增））PZT-JH10/4型壓電極化裝置（10KV，4通道），PZT-JH30/1型壓電復合極化裝置（薄膜+塊體+空氣+硅油），FE-5000型鐵電測試儀（薄膜+塊體+變溫+探針臺），JKZC-03A型壓電阻抗分析儀，這些成套設備組成。

然而，隨著器件性能和實際應用的不斷進步，壓電陶瓷的結構設計變得愈發復雜與精密，常規的成型方法已難以滿足這些新需求。因此，如何有效制備具有復雜結構的壓電陶瓷，成為了當前科研人員共同關注的焦點。

1. 壓電陶瓷的原理與制備流程

壓電陶瓷的壓電效應源于陶瓷晶體的電荷分布差異與電極的導電性。在自然狀態下，陶瓷晶體呈現電性中性。然而，當壓電陶瓷受到機械應力或壓力作用時，其晶體結構會發生微小畸變，導致正負電荷分布不均，進而產生電場。這一電場隨后被電極有效收集，并供外部電路使用。因此，陶瓷晶體與電極可視為壓電陶瓷的核心組件。其制備過程涵蓋陶瓷胚體的制作、燒結、電極涂抹以及極化處理四個關鍵步驟。

2. 壓電效應的原理

壓電效應是壓電陶瓷的核心原理。當壓電陶瓷受到外力作用，如機械應力或壓力，其晶體結構會發生微小變形，導致正負電荷在晶體中重新分布，從而產生電場。這一電場可以被電極有效捕捉并輸出到外部電路中，實現能量的轉換與利用。

★采用關鍵測試裝置：

目前我們國家對材料測試越來越重視，很多單位及科研院校對產品甄別出現很大問題，但是真正測試材料需要選擇一款精準可靠的測試產品，這樣對自己的測試成果及研究會帶來很大的作用,對我們的生產帶來極大的指導性作用。

ZJ-3型壓電測試儀（靜壓電系數d33測量儀），PVDF壓電薄膜測試儀
關鍵詞:壓電,陶瓷材料,高分子,d33/d15

一、產品介紹：

ZJ-3型壓電測試儀（靜壓電系數d33測量儀）是為測量壓電材料的d33常數而設計的專用儀器，它可用來測量具有大壓電常數的壓電陶瓷，小壓電常數的壓電單晶及壓電高分子材料。此外，也可測量任意取向壓電單晶以及某些壓電器件的等效壓電d’33常數，儀器測量范圍寬，分辨率細，可靠性高，操作簡單，對試樣大小及形狀無特殊要求，圓片、圓環、圓管、方塊、長條、柱形及半球殼等均可測量，測量結果和極性在三位半數字面板表上直接顯示。ZJ-3型增加了對被測元件的放電保護、放電提示以及被測波形輸出等功能，使得儀器在測量未放電（尤其是較大尺寸）的壓電元件時具備了高電壓放電提示及保護功能，本儀器是從事壓電材料及壓電元件生產、應用與研究部門的儀器。

二、主要應用領域：無損檢測超聲檢測，醫療超聲檢測，航空航天，石油天然器，汽車物聯網，工業，消費者程序等。

GB3389.4-82《壓電陶瓷材料性能測試方法 縱向壓電應變常數d33的靜態測試》

GB/T3389.5-1995《壓電陶瓷材料性能測試方法 圓片厚度伸縮振動模式》

GB000?Tj1.1/T3389.4-1982《壓電陶瓷材料性能測試方法 柱體縱向長度伸縮振動模式》

GB/T 3389.7-1986《壓電陶瓷材料性能測試方法 強場介電性能的測試》

GB/T3389.8-1986《壓電陶瓷材料性能測試方法 熱釋電系數的測試》

四、產品主要功能：

﹡測量塊體壓電材料的d33常數

﹡測量具有大壓電常數的壓電陶瓷

﹡測量小壓電常數的壓電單晶及壓電高分子材料

﹡測量任意取向壓電單晶以及某些壓電器件的等效壓電d’33常數

﹡測量薄膜材料即PVDF等薄膜材料d33常數

五、主要技術指標

d33測量范圍：

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

★可以配套PZT-JH10/4/8/12型壓電極化裝置使用

★可以配套ZJ-D33-YP15壓電壓片機使用
誤差：×1擋：±2%±1個數字，當d33在100到4000pC/N；

D31塊體夾具，D15塊體夾具，D15圓管夾具，D31塊體夾具，薄膜拉伸夾具（新增功能）,共面電極功能（新增）

★計量標定標準樣尺寸：18mm*0.8mm，老化時間：2-3年（評判壓電測試儀準確性能的重要依據之一）
±5%±1個數字，當d33在10到200pC/N；
×0.1擋：±2%±1個數字，(當d33在10到200pC/N)
±5%±1個數字，當d33在10到20pC/N。
分辨率： ×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:

3. 胚體制備

胚體的制備是壓電陶瓷生產的關鍵環節。在原料選擇上，目前主要采用鋯鈦酸鉛（PZT）體系，同時還有鈦酸鋇基（BTO）、鈦酸鉍鈉基（NBT）、鈮酸鉀鈉基（KNN）等無鉛體系可供選擇。這些體系內的原料配比可以根據實際需求進行靈活調整，以確保最終產品的性能滿足要求。完成原料配比后，需將其制成均勻細膩的漿料，再通過適當的成型工藝，將漿料塑造成所需形狀的陶瓷胚體。

4、燒結

初期階段(顆粒結合階段，1050℃以前)

中期階段(品粒生長階段，1050-1200℃)

最終階段(晶粒校正階段，1200℃最佳燒結溫度)

5、上電極制作

在壓電陶瓷的生產過程中，上電極的制造是一個的步驟。這涉及到在陶瓷表面覆蓋一層導電材料，通常選用Cu、Ag、Ni、Au等金屬，通過燒滲、化學沉積或真空鍍膜等技術實現。這一環節對于確保壓電陶瓷元件具有優良的導電性和性能至關重要。

6、極化處理

在壓電陶瓷的生產流程中，極化是一個關鍵的步驟。盡管陶瓷內部的晶粒具有自發極化特性，即鐵電性，但其自發極化電疇的取向是隨機的，導致宏觀上并不顯現出極化強度。因此，在壓電陶瓷元件制作完成后，必須經過極化處理才能展現出壓電效應。這一過程是通過施加高壓直流電場來實現的，電場作用使得電疇沿特定方向定向排列。值得注意的是，即便在電場去除后，這種定向排列的狀態仍能得到大部分保留，從而賦予陶瓷壓電效應。

★采用關鍵極化裝置：

PZT-JH10/4高溫壓電陶瓷極化裝置（10KV以下壓電陶瓷同時極化1-4片）

關鍵詞：壓電極化，壓電陶瓷材料，1-4片

PZT-JH10/4高壓壓電極化裝置主要用于10KV以下壓電陶瓷或其它壓電材料的極化處理，廣泛應用于高校及從事壓電材料研究或生產的科研及生產單位。

主要特點：

1. 能夠同時極化1-4片試樣

2. 提供三套測試夾具（可以測試粉末，單樣品，及薄的壓電陶瓷片）

3. 每路當漏電流超過規定值時，都具有切斷保護功能，不影響其它樣片的極化，其它回路可按正常極化時間完成極化。

4. 任意夾持樣品尺寸為3-40mm片方型或是圓型試樣

7、工作電源：AC220V 50/60HZ

8、額定功率：2.0kw

9、壓電材料極化或耐壓測試：DC：0-10KV（±5％+2個字）連續可調

10、總電流：10mA

11、每路切斷電流：0.5mA

12、加熱時間：可以自動設定

13、加熱元件：優質電阻絲

14、1次測試試樣數量:可加載1-4片試樣

15、額定溫度：≤180℃

16、最高溫度：200℃

17、控溫方式：智能化恒溫控制（進口表），多段程序可控

18、樣片：樣品尺寸為3-40mm片方型或是圓型試樣

19、外形尺寸 ： 875*470*400（mm)

20、★極化探頭：優質銅電極（0.2mm）

21、★標準極化樣品：8片（10mm*1.5mm）

22、★配套設備裝置：可以配置10MM，20MM，30MM，40MM壓片夾具

1、極化前后電疇取向的變化

在壓電陶瓷的極化過程中，電疇的取向發生了顯著變化。未經極化的陶瓷，其自發極化電疇的取向是隨機的，導致宏觀上并不顯現出極化強度。然而，經過高壓直流電場的處理后，電疇沿特定方向發生了定向排列。盡管在電場去除后，這種定向排列的狀態仍能得到大部分保留，從而賦予陶瓷壓電效應。這一變化對于壓電陶瓷的性能和功能至關重要。