La Universidad Tecnológica de Kunming compró tres juegos de probadores d33 de precisión ZJ - 3 (probadores d33 + polarización + resistencia)

La cerámica piezoeléctrica, como rama clave de la cerámica electrónica, es un material cerámico funcional que puede realizar la conversión mutua de energía mecánica y eléctrica. Su efecto piezoeléctrico positivo e inverso único lo hace desempeñar un papel importante en muchos campos, como sensores piezoeléctricos, conductores, sensores ultrasónicos, zumbadores y filtros piezoeléctricos. En la actualidad, la cerámica piezoeléctrica utiliza principalmente soluciones sólidas como el titanato de zirconio de plomo (pzt) y el Niobato de magnesio de plomo como materia prima. aunque estos materiales tienen una fragilidad significativa, la cerámica piezoeléctrica en láminas se puede preparar simplemente a través de procesos de moldeo como el método de presión seca, el método de presión isostática, el método de película laminada y el método de fundición. En la actualidad, los instrumentos convencionales y confiables en el mercado: el probador d33 de precisión ZJ - 3 (creado por la Academia China de Ciencias & Seiko zhichuang, funciónAccesorios de bloque d31, accesorios de bloque d15, accesorios de tubo redondo d15, accesorios de bloque d31, accesorios de tracción de película delgada (nuevas funciones), funciones de electrodos coplanares (nuevas)) Dispositivo de polarización piezoeléctrica pzt - jh10 / 4 (10 kv, 4 canales), dispositivo de polarización compuesta piezoeléctrica pzt - jh30 / 1 (película fina + bloque + aire + aceite de silicio), medidor ferroeléctrico fe - 5000 (película fina + bloque + temperatura de cambio + Mesa de sonda), analizador de resistencia piezoeléctrica jkzc - 03a, compuesto por estos conjuntos completos de equipos.

Sin embargo, con el progreso continuo de las propiedades de los dispositivos y las aplicaciones prácticas, el diseño estructural de la cerámica piezoeléctrica se ha vuelto cada vez más complejo y preciso, y los métodos de formación convencionales han sido difíciles de satisfacer estas nuevas necesidades. Por lo tanto, cómo preparar eficazmente cerámica piezoeléctrica con estructuras complejas se ha convertido en el foco de atención común de los investigadores científicos actuales.

1. principio y proceso de preparación de la cerámica piezoeléctrica

El efecto piezoeléctrico de la cerámica piezoeléctrica se debe a la diferencia en la distribución de la carga eléctrica de los cristales cerámicos y la conductividad eléctrica de los electrodos. En estado natural, los cristales cerámicos muestran neutralidad eléctrica. Sin embargo, cuando la cerámica piezoeléctrica está sujeta a tensiones mecánicas o presiones, su estructura cristalina sufre pequeñas distorsiones, lo que resulta en una distribución desigual de cargas positivas y negativas, lo que a su vez produce campos eléctricos. Este campo eléctrico es entonces recogido efectivamente por los electrodos y está disponible para circuitos externos. Por lo tanto, los cristales y electrodos cerámicos pueden considerarse como los componentes centrales de la cerámica piezoeléctrica. Su proceso de preparación abarca cuatro pasos clave: fabricación de embriones cerámicos, sinterización, aplicación de electrodos y tratamiento de polarización.

2. principios del efecto piezoeléctrico

El efecto piezoeléctrico es el principio central de la cerámica piezoeléctrica. Cuando la cerámica piezoeléctrica está sujeta a fuerzas externas, como tensiones mecánicas o presiones, su estructura cristalina se deforma ligeramente, lo que resulta en una redistribución de cargas positivas y negativas en el cristal, generando así un campo eléctrico. Este campo eléctrico puede ser capturado y exportado efectivamente por los electrodos a circuitos externos para lograr la conversión y utilización de energía.

★ adoptar dispositivos de prueba clave:

En la actualidad, nuestro país presta cada vez más atención a las pruebas de materiales, muchas unidades e instituciones de investigación científica tienen grandes problemas con la selección de productos, pero los materiales de prueba reales necesitan elegir un producto de prueba preciso y confiable, lo que traerá un gran papel a sus propios resultados de prueba e investigación, y un gran papel rector a nuestra producción.

Medidor piezoeléctrico de tipo ZJ - 3 (medidor de coeficiente piezoeléctrico d33), medidor de película piezoeléctrica PVDF
Palabras clave: piezo - electricidad, materiales cerámicos, polímeros, d33/d15

I. introducción del producto:

El medidor piezoeléctrico ZJ - 3 (medidor de coeficiente piezoeléctrico d33) es un instrumento especial diseñado para medir la constante d33 de los materiales piezoeléctricos. se puede utilizar para medir cerámica piezoeléctrica con grandes constantes piezoeléctricas, Monocristales piezoeléctricos con pequeñas constantes piezoeléctricas y materiales poliméricos piezoeléctricos. Además, también se puede medir la constante d '33 piezoeléctrica equivalente de Monocristales piezoeléctricos de orientación arbitraria y algunos dispositivos piezoeléctricos, el rango de medición del instrumento es amplio, la resolución es fina, la fiabilidad es alta, la operación es simple, no hay requisitos especiales para el tamaño y la forma de la muestra, se pueden medir discos, anillos, tubos redondos, cuadrados, tiras largas, columnas y casquillos esféricos, etc. los resultados de la medición y la polaridad se muestran directamente en la tabla de panel semidigital de tres dígitos. El modelo ZJ - 3 añade funciones como la protección de descarga, el aviso de descarga y la salida de la forma de onda medida al componente piezoeléctrico no descargado, lo que hace que el instrumento tenga la función de aviso de descarga de alta tensión y protección al medir el componente piezoeléctrico no descargado (especialmente el tamaño más grande). este instrumento es un instrumento dedicado al Departamento de producción, aplicación e investigación de materiales piezoeléctricos y componentes piezoeléctricos.

2. principales áreas de aplicación: pruebas no destructivas pruebas ultrasónicas, pruebas ultrasónicas médicas, aeroespacial, petróleo y gas natural, Internet de las cosas automotrices, industria, programas para consumidores, etc.

Gb3389.4-82 "método de prueba de las propiedades de los materiales cerámicos piezoeléctricos prueba estática de la constante de tensión piezoeléctrica longitudinal d33"

GB / t3389.5-1995 "métodos de prueba de las propiedades de los materiales cerámicos piezoeléctricos modo de vibración telescópica del espesor de la placa redonda"

GB000? Tj1.1 / t3389.4-1982 "métodos de prueba de las propiedades de los materiales cerámicos piezoeléctricos modo de vibración telescópica de longitud longitudinal de la columna"

GB / T 3389.7-1986 "métodos de prueba de las propiedades de los materiales cerámicos piezoeléctricos - prueba de las propiedades dieléctrico de campo fuerte"

GB / t3389.8-1986 "métodos de prueba de las propiedades de los materiales cerámicos piezoeléctricos - prueba del coeficiente piroeléctrico"

4. las principales funciones del producto:

¿ medir la constante d33 del material piezoeléctrico a granel

¿ medición de cerámica piezoeléctrica con grandes constantes piezoeléctricas

* Monocristales piezoeléctricos y materiales poliméricos piezoeléctricos para medir pequeñas constantes piezoeléctricas

Medición de la constante d '33 piezoeléctrica equivalente de Monocristales piezoeléctricos de orientación arbitraria y algunos dispositivos piezoeléctricos

¿ medir la constante d33 de materiales de película delgada, es decir, materiales de película delgada como PVDF

V. principales indicadores técnicos

Rango de medición d33:

★ × 1 marcha: 10 a 2000pc / n, 20 a 4000pc / n, se puede actualizar a 10000pc / N.
★ × 0,1 marcha: 1 a 200 PC / n, 2 a 400 PC / N.

★ se puede utilizar con el dispositivo de polarización piezoeléctrica pzt - jh10 / 4 / 8 / 12

★ se puede utilizar con la máquina de chip de tensión ZJ - d33 - yp15
Error: × 1 marcha: + 2% + 1 número, cuando d33 está entre 100 y 4000pc / n;

Accesorios de bloque d31, accesorios de bloque d15, accesorios de tubo redondo d15, accesorios de bloque d31, accesorios de tracción de película delgada (nuevas funciones), funciones de electrodos coplanares (nuevas)

★ tamaño de la muestra estándar de calibración metrológica: 18mm * 0,8mm, tiempo de envejecimiento: 2 - 3 años (una de las bases importantes para juzgar el rendimiento preciso del medidor piezoeléctrico)
± 5% + 1 número, cuando d33 está entre 10 y 200 PC / n;
× 0,1 marcha: + 2% + 1 número, (cuando d33 está entre 10 y 200 PC / n)
± 5% + 1 número, cuando d33 está entre 10 y 20 PC / N.
Resolución: × 1 marcha: 1 PC / n; × 0,1 marcha: 0,1 PC / N.
Tamaño: dispositivo de aplicación de fuerza: Φ110 × 140 mm; cuerpo del instrumento: 240 × 200 × 80 mm.
Peso: dispositivo de aplicación de fuerza: unos 4 kilogramos;
Cuerpo del instrumento: 2 kilogramos.
Fuente de alimentación: 220 voltios, 50 hertz, 20 vatios.

★ parámetros complementarios:

3. preparación del sistema embrionario

La preparación de embriones es un eslabón clave en la producción de cerámica piezoeléctrica. En cuanto a la selección de materias primas, actualmente se utiliza principalmente el sistema de titanato de zirconio de plomo (pzt), mientras que también hay sistemas sin plomo como titanato de baryta (bto), titanato de bismuto de sodio (nbt) y Niobato de potasio y sodio (knn). La proporción de materias primas dentro de estos sistemas se puede ajustar de manera flexible de acuerdo con las necesidades reales para garantizar que el rendimiento del producto final cumpla con los requisitos. Después de completar la proporción de materias primas, es necesario convertirlas en un tamaño uniforme y delicado, y luego a través de un proceso de formación adecuado, el tamaño se moldea en el embrión cerámico en la forma requerida.

4. sinterización

Fase inicial (fase de Unión de partículas, antes de 1050 ° c)

Etapa intermedia (etapa de crecimiento de granos, 1050 - 1200 ° c)

Fase final (fase de corrección del grano, temperatura óptima de sinterización a 1200 ° c)

5. producción de electrodos superiores

En el proceso de producción de cerámica piezoeléctrica, la fabricación de electrodos superiores es un paso. Esto implica cubrir la superficie de la cerámica con una capa de material conductor, generalmente seleccionando metales como cobre, ag, ni y au, que se logran mediante técnicas como la sinterización, la deposición química o el recubrimiento al vacío. Este enlace es crucial para garantizar que los componentes cerámicos piezoeléctricos tengan una excelente conductividad eléctrica y propiedades.

6. tratamiento de polarización

En el proceso de producción de cerámica piezoeléctrica, la polarización es un paso clave. Aunque los granos dentro de la cerámica tienen propiedades de polarización espontánea, es decir, ferroelectricidad, su orientación de dominio de polarización espontánea es aleatoria, lo que resulta en que la intensidad de polarización no se muestra a nivel macro. Por lo tanto, después de la fabricación de los componentes cerámicos piezoeléctricos, se debe pasar por el tratamiento de polarización para mostrar el efecto piezoeléctrico. Este proceso se realiza aplicando un campo eléctrico de corriente continua de alta tensión, que hace que los campos eléctricos estén dispuestos en una dirección específica. Cabe señalar que incluso después de la eliminación del campo eléctrico, este Estado de disposición direccional todavía puede conservarse en su mayoría, lo que otorga un efecto piezoeléctrico a la cerámica.

★ se adopta un dispositivo de polarización clave:

Dispositivo de polarización de cerámica piezoeléctrica de alta temperatura pzt - jh10 / 4 (cerámica piezoeléctrica por debajo de 10 kV polarizada simultáneamente 1 - 4 piezas)

Palabras clave: polarización piezoeléctrica, material cerámico piezoeléctrico, 1 - 4 piezas

El dispositivo de polarización piezoeléctrica de alta tensión pzt - jh10 / 4 se utiliza principalmente para el tratamiento de polarización de cerámica piezoeléctrica u otros materiales piezoeléctricos por debajo de 10 kv, y es ampliamente utilizado en universidades y unidades de investigación científica y producción dedicadas a la investigación o producción de materiales piezoeléctricos.

Características principales:

1. capaz de polarizar 1 - 4 muestras al mismo tiempo

2. proporcionar tres juegos de pinzas de prueba (se puede probar polvo, muestra única y láminas delgadas de cerámica piezoeléctrica)

3. cada circuito tiene una función de protección de Corte cuando la corriente de fuga supera el valor prescrito, sin afectar la polarización de otras muestras, y otros circuitos pueden completar la polarización de acuerdo con el tiempo normal de polarización.

4. el tamaño de la muestra de cualquier agarre es de 3 - 40 mm en forma de pieza cuadrada o redonda.

7. fuente de alimentación de trabajo: ac220v 50 / 60Hz

8. Potencia nominal: 2,0 kW

9. prueba de polarización o resistencia a la presión de materiales piezoeléctricos: dc: 0 - 10kv (+ 5% + 2 palabras) ajustable continuamente

10. corriente total: 10 Ma

11. corriente de corte por canal: 0,5 ma

12. tiempo de calentamiento: se puede configurar automáticamente

13. elemento de calefacción: alambre de resistencia de alta calidad

14. número de muestras de prueba 1: se pueden cargar 1 - 4 muestras

15. temperatura nominal: ≤ 180 ° C

16. temperatura máxima: 200 ° C

17. método de control de temperatura: control inteligente de temperatura constante (tabla de importación), Programa de múltiples secciones controlable

18. muestra: el tamaño de la muestra es de 3 - 40 mm en forma cuadrada o redonda.

19. tamaño exterior: 875 * 470 * 400 (mm)

20. ★ sonda de polarización: electrodo de cobre de alta calidad (0,2 mm)

21. ★ muestras de polarización estándar: 8 piezas (10 mm * 1,5 mm)

22. ★ equipos y dispositivos de apoyo: se pueden configurar accesorios de prensado de 10 mm, 20 mm, 30 mm y 40 mm

1. cambios en la orientación del dominio antes y después de la polarización

En el proceso de polarización de la cerámica piezoeléctrica, la orientación del dominio eléctrico ha cambiado significativamente. La cerámica no polarizada, cuya orientación de dominio de polarización espontánea es aleatoria, hace que la intensidad de polarización no aparezca a nivel macro. Sin embargo, después del tratamiento del campo eléctrico de corriente continua de alta tensión, los dominios se organizan direccionalmente en una dirección específica. Aunque después de la eliminación del campo eléctrico, este Estado de disposición direccional todavía se puede conservar en su mayor parte, dando así un efecto piezoeléctrico a la cerámica. Este cambio es crucial para las propiedades y funciones de la cerámica piezoeléctrica.