实验十二 压电陶瓷压电性能测定

实验十二压电陶瓷压电性能测定

实验名称：压电陶瓷压电性能测定

实验项目性质：普通实验

所涉及课程：电子材料

计划学时：2学时

一、实验目的

1.了解压电常数的概念和意义；

2.掌握压电陶瓷压电常数的测定方法。

3.学会操作ZJ-3AN型准静态d33测量仪。

二、实验内容

1. 实验老师介绍使用压电常数测量仪测试d33的原理与步骤；

2. 测试压电陶瓷的压电常数。

三、实验（设计）仪器设备和材料清单

ZJ-3AN型准静态d33测量仪、压电陶瓷晶片等。

四、实验原理

压电陶瓷，一种能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料，是一种具有压电效应的材料。

当在某一特定方向对晶体施加应力时，在与应力垂直方向两端表面能出现数量相等、符号相反的束缚电荷，这一现象被称为“正压电效应”。

逆压电效应：当一块具有压电效应的晶体置于外电场中，由于晶体的电极化造成的正负电荷中心位移，导致晶体形变，形变量与电场强度成正比。

压电常数是反映力学量（应力或应变）与电学量（电位移或电场）间相互耦合的线性响应系数。通常用d ij 表示，下标中第一个数字代表电场方向或电极面的垂直方向，第二个数字代表应力或应变方向。

五、实验步骤

（1）用两根多芯电缆把测量头和仪器本体连接好，接通电源。

（2）把Φ20尼龙片插入测量头的上下探头之间，调节手轮，使尼龙片刚好压住为止。（3）把仪器后面板上的“显示选择”开关置于“d33”一侧，此时面板右上方绿灯亮。（4）把仪器后面板上的“量程选择”开关置于“×1”档。

（5）按下“快速模式”，仪器通电预热10分钟后，调节“调零”旋钮使面板表指示在“0”与“-0”之间跳动。调零即完成，撤掉尼龙片开始测量。

（6）依次接入待测元件，表头显示d33结果及正负极性，记录。

（7）取三次测量的平均值。

六、实验报告要求

1. 实验目的；

2. 实验内容；

3. 实验设备（仪器），材料；

4. 实验原理；

5. 实验步骤；

6. 实验数据测试与记录；

7. 实验结果与分析。

七、考核型式

书面实验报告及实际操作相结合。

思考题

1. 分析影响压电常数测试结果准确性的因素？

注意事项：

1. 压电陶瓷片易碎，测试时要小心。

2. 调零一律在“快速模式”下进行，为减少测量误差，在测试过程中零点如有变化或换档时，需要重新调零。