压电陶瓷制备与测试实验报告
压电陶瓷性能实验报告
一、实验目的1. 了解压电陶瓷的基本性能、结构、用途、制备方法。
2. 掌握压电陶瓷常见的表征方法及检测手段。
3. 通过实验，掌握压电陶瓷的性能测试方法，并对实验数据进行处理和分析。
二、实验原理压电陶瓷是一种具有压电效应的陶瓷材料，当受到外力作用时，会在其表面产生电荷；反之，当施加电场时，压电陶瓷会产生形变。
压电陶瓷的性能主要包括压电系数、介电常数、损耗角正切、机械品质因数等。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：压电陶瓷样品2. 实验仪器：（1）电容测微仪（2）机械标定仪（3）直流电源（4）扫描隧道显微镜（5）谐振法测定仪（6）准静态法测定仪四、实验步骤1. 样品准备：将压电陶瓷样品清洗干净，并用无水乙醇进行脱脂处理。
2. 压电陶瓷性能测试：（1）电容测微仪测试：将压电陶瓷样品固定在电容测微仪上，通过改变直流电压，观察样品的轴向变形和弯曲变形。
（2）谐振法测定：将压电陶瓷样品固定在谐振法测定仪上，测量样品的频率响应曲线和压电耦合系数。
（3）准静态法测定：将压电陶瓷样品固定在准静态法测定仪上，测量样品的压电常数d33。
3. 数据处理与分析：将实验数据输入计算机，进行数据处理和分析，得出压电陶瓷的性能参数。
五、实验结果与分析1. 电容测微仪测试结果：通过电容测微仪测试，得出压电陶瓷样品的轴向变形和弯曲变形与电压的关系曲线。
根据曲线，计算出样品的压电系数。
2. 谐振法测定结果：通过谐振法测定，得出压电陶瓷样品的频率响应曲线和压电耦合系数。
根据曲线，计算出样品的介电常数和损耗角正切。
3. 准静态法测定结果：通过准静态法测定，得出压电陶瓷样品的压电常数d33。
根据测定结果，分析样品的压电性能。
六、实验结论1. 压电陶瓷样品具有良好的压电性能，满足实验要求。
2. 实验过程中，通过电容测微仪、谐振法测定和准静态法测定，分别获得了压电陶瓷样品的轴向变形、弯曲变形、频率响应曲线、压电耦合系数、介电常数、损耗角正切和压电常数等性能参数。
氧化铜掺杂钛酸钡无铅压电陶瓷的制备
先进陶瓷制备综合实验报告项目名称氧化铜掺杂钛酸钡无铅压电陶瓷的制备实验者所属系所材料学院无机非金属材料工程专业指导教师提交日期2014年12月2日1 引言压电材料是实现机械能与电能相互转换的一类功能材料,在谐振器，滤波器，驱动器，传感器，超声换能器等各种电子元器件方面有着广泛的应用。
目前实用化的压电材料中,广泛使用的是锆钛酸铅(Pb(Zr,Ti)03,简称PZT)基陶瓷材料,但是PZT的制备原料中有大量的含铅氧化物,在生产!使用和废弃后处理的过程中都会对环境带来严重影响"因此,发展环境友好型无铅压电陶瓷是一项重要的研究课题。
历史上,BaTi03陶瓷是最早发现的一种多晶压电材料,曾得到较为广泛的实际应用，但是,在1954年性能优良的压电陶瓷PZT发现之后,BaTIO作为压电材料的应用逐渐减少,其主要原因是长期以来通常制备的BaTIO基陶瓷材料压电活性太低。
目前,BaTIO3主要用于制造电容器和正温度系数电阻。
本文以氧化物和碳酸盐微粉为原料，利用通常生产电子陶瓷的工艺制备了BaTIO3陶瓷，并对其收缩率，相对密度，介电性能进行了测试。
2 实验部分2.1说明：本实验利用已制备的压电陶瓷粉体钛酸钡，加入摩尔百分含量1%的氧化铜，具体实验过程如下：2.1.1造粒向研钵中转移已称量的钛酸钡粉体及氧化铜粉体，加入浓度为 6 wt%的聚乙烯醇（polyvinyl alcohol，PVA）水溶液2滴，研磨，过筛（用茶漏筛）。
2.1.2 成型称取已造粒的粉体0.5g，填充到模具中，采用液压机压制成型(3.7~4Mpa)，样片所受压强为150 MPa-200 MPa，得到直径为13 mm的胚体圆片，压制9片。
2.1.3 排胶将胚体圆片放入箱式电阻炉，以2℃/min 升温速率升至600℃，保温2h ，（排除造粒时引进的粘结剂）。
2.1.4 烧结采用常压烧结，分别在1050℃、1080℃、1150℃烧结，每次烧结圆片3个。
无铅压电陶瓷实验报告
一、实验目的本实验旨在探究无铅压电陶瓷的制备工艺、性能测试及其在压电应用中的潜在价值。
通过实验，了解无铅压电陶瓷的物理化学性质，掌握其制备过程，并评估其在压电性能方面的表现。
二、实验材料与设备1. 实验材料：- 钛酸铋钠（Na0.5Bi0.5TiO3，简称NBT）- 钛酸锶钡（BaxSr1-xTiO3，简称BST）- 氧化铋（Bi2O3）- 氧化钡（BaO）- 氧化钠（Na2O）- 氧化钾（K2O）- 氧化锂（Li2O）2. 实验设备：- 搅拌机- 烧结炉- 压电测试仪- 扫描电子显微镜（SEM）- X射线衍射仪（XRD）- 能量色散谱仪（EDS）三、实验步骤1. 粉体合成：将上述原料按一定比例混合，在搅拌机中充分混合均匀，制备成粉末。
2. 烧结：将混合好的粉末装入模具，在烧结炉中加热至一定温度，保温一段时间后冷却。
3. 性能测试：利用压电测试仪测试样品的压电性能，包括介电常数、介电损耗、压电系数等。
利用SEM、XRD和EDS分析样品的微观结构和物相组成。
四、实验结果与分析1. 介电性能：实验结果表明，NBT基无铅压电陶瓷具有较高的介电常数（εr=1000-3000），介电损耗较低（tanδ=0.001-0.02），表现出良好的介电性能。
2. 压电性能：实验结果表明，NBT基无铅压电陶瓷具有较高的压电系数（d33=300-500pC/N），在压电应用中具有较高的潜力。
3. 微观结构：SEM结果表明，样品具有良好的晶粒结构，晶粒尺寸约为1-2 μm。
XRD结果表明，样品主要由NBT相组成，并伴有少量其他相。
EDS结果表明，样品中元素分布均匀。
4. 性能优化：通过调整原料比例、烧结温度等参数，可以进一步优化无铅压电陶瓷的性能。
例如，增加氧化铋的含量可以提高材料的压电系数，降低烧结温度可以缩短烧结时间。
五、结论本实验成功制备了NBT基无铅压电陶瓷，并对其性能进行了测试。
结果表明，NBT基无铅压电陶瓷具有较高的介电常数、压电系数和良好的微观结构，具有在压电应用中的潜力。
压电陶瓷生产实习报告
压电陶瓷生产实习报告一、实习背景及目的随着科技的不断发展，压电陶瓷材料在各个领域的应用越来越广泛，如超声波设备、精密测量、自动控制等。
为了更好地了解压电陶瓷的生产工艺和应用，提高自己的实践能力，我参加了为期一周的压电陶瓷生产实习。
本次实习的主要目的是：1. 了解压电陶瓷的生产工艺流程，掌握其主要性能指标。
2. 学习压电陶瓷在实际应用中的优势和局限性。
3. 提高自己的动手实践能力和团队协作能力。
二、实习内容与过程1. 生产工艺流程学习在实习的第一天，我们参观了压电陶瓷生产车间，了解了压电陶瓷的生产工艺流程。
生产工艺主要包括原材料准备、成型、烧结、磨削、抛光等步骤。
（1）原材料准备：压电陶瓷的主要原料有氧化铅、氧化锌、氧化钛等，通过精确的计量、混合、干燥等过程，制备出符合要求的原始粉末。
（2）成型：将原始粉末经过压制成型，制成所需形状的压电陶瓷坯体。
（3）烧结：将压电陶瓷坯体放入高温炉中，通过高温烧结，使原始粉末发生化学反应，形成具有一定性能的压电陶瓷。
（4）磨削：对烧结后的压电陶瓷进行磨削，使其表面光滑，尺寸精确。
（5）抛光：对磨削后的压电陶瓷进行抛光，提高其表面光洁度。
2. 性能测试与分析在实习的第二、三天，我们学习了如何测试压电陶瓷的性能，主要包括压电常数、电容、介电常数、绝缘电阻等。
通过测试数据的分析，我们可以了解压电陶瓷的性能是否达到预期要求。
3. 实际应用探讨在实习的第四天，我们学习了压电陶瓷在实际应用中的优势和局限性。
压电陶瓷具有超声波发生、接收、精密测量等优点，因此在许多领域得到了广泛应用。
但同时，压电陶瓷也存在一些局限性，如耐高温性能较差、脆性大等。
4. 动手实践在实习的最后两天，我们亲自动手，参与了压电陶瓷的生产过程。
通过实践，我们更深入地了解了压电陶瓷的生产工艺，提高了自己的动手实践能力。
三、实习收获通过本次实习，我收获了以下几点：1. 了解了压电陶瓷的生产工艺流程，掌握了其主要性能指标。
压电陶瓷制备与测试实验报告
压电陶瓷制备与测试实验报告一、实验要求1、了解压电陶瓷的基本性能、结构、用途、制备方法。
2、了解压电陶瓷常见的表征方法及检测手段。
3、掌握压电陶瓷材料压电、介电性能等性能测试方法。
4、掌握压电陶瓷的性能分析方法。
二、压电陶瓷材料制备过程主要包括以下步骤：配料-混合-预烧-粉碎-成型-排胶-烧结-被电极-极化-测试。
1、配料：Bi2O3···14.1244113464136 Sc2O3···4.13930659262249 PbO···23.339070300907 TiO2···8.397211760056962、原料选用纯度高、细度小和活性大的粉料，根据配方或分子式选择所用原料，并按原料纯度进行修正计算，然后进行原料的称量。
按化学配比配料以后，使用行星式球磨机将各种配料混合均匀。
实验室常采用的是水平方向转动球磨方式，震动球磨是另一种常用的球磨方法，此外还有气流粉碎法等混合方法。
3、混合球磨后的原料进行预烧。
预烧是使原料间发生固相化学反应以生成所需产物的过程，预烧过程中应注意温度和保温时间的选择。
将预烧反应后的材料使用行星式球磨机粉碎。
4、成型的方法主要有四种；轧膜成型、流延成型、干压成型和静水压成型。
轧膜成型适用于薄片元件；流延成型适合于更薄的元件，膜厚可以小于10 m；干压成型适合于块状元件；静水压成型适合于异形或块状元件。
除了静水压成型外，其他成型方法都需要有粘合剂，粘合剂一般占原料重量的3％左右。
成型以后需要排胶。
粘合剂的作用只是利于成型，但它是一种还原性强的物质，成型后应将其排出以免影响烧结质量。
5、烧结是将坯体加热到足够高的温度，使陶瓷坯体发生体积收缩、密度提高和强度增大的过程。
烧结过程的机制是组成该物质的原子的扩散运动。
烧结的推动力是颗粒或者晶粒的表面能，烧结过程主要是表面能降低的过程。
压电陶瓷特性实验报告
压电陶瓷特性实验报告压电陶瓷特性实验报告引言压电陶瓷是一种能够在外力作用下产生电荷的材料，具有广泛的应用领域。
本实验旨在研究压电陶瓷的特性，包括压电效应、介电特性和机械特性等方面。
通过实验，我们可以更深入地了解压电陶瓷的性能和应用潜力。
实验一：压电效应在这个实验中，我们使用了一块压电陶瓷片和一台压电仪器。
首先，我们将压电陶瓷片固定在仪器上，并施加一定的压力。
随后，我们观察到仪器上显示的电压值随着施加的压力而变化。
这说明压电陶瓷具有压电效应，即在外力作用下会产生电荷。
实验二：介电特性为了研究压电陶瓷的介电特性，我们使用了一台电容测试仪。
首先，我们将压电陶瓷片固定在测试仪上，并连接电源。
随后，我们通过改变电源的电压，观察到测试仪上显示的电容值的变化。
这表明压电陶瓷在电场作用下会发生介电极化，导致电容值的变化。
实验三：机械特性在这个实验中，我们使用了一台拉伸试验机。
我们将压电陶瓷片固定在试验机上，并施加一定的拉伸力。
通过改变施加的力大小，我们观察到压电陶瓷片的形变情况。
同时，我们还测量了形变量与施加力的关系。
结果显示，压电陶瓷具有良好的机械特性，能够在外力作用下发生可逆的形变。
实验四：应用潜力通过以上实验的结果，我们可以看出压电陶瓷具有多种特性，具备广泛的应用潜力。
例如，在传感器领域，压电陶瓷可以用于测量压力、温度和加速度等参数。
此外，在声学领域，压电陶瓷可以用于扬声器和麦克风等设备。
还有一些其他领域，如医疗、能源和通信等，也可以应用压电陶瓷技术。
结论通过本次实验，我们深入了解了压电陶瓷的特性。
压电效应、介电特性和机械特性是压电陶瓷的重要特性，为其在多个领域的应用提供了基础。
压电陶瓷的应用潜力巨大，可以为现代科技的发展做出重要贡献。
我们相信，在进一步研究和技术创新的推动下，压电陶瓷将在未来得到更广泛的应用。
压电陶瓷实验报告
压电陶瓷实验报告压电陶瓷微位移性能测量实验报告一、实验目的：1、了解压电陶瓷的性能参数；2、了解电容测微仪的工作原理，掌握电容测微仪的标定方法；3、掌握压电陶瓷微位移测量方法；二、实验仪器：电容测微仪一台：型号JDC-2000测微台架一台：型号BCT－5C，斜度1:50直流调压器一台：电压量程（0～300V）标定平铁板一块压电陶瓷管一根三、实验原理：（一）利用测微台架标定电容测微仪在测微台架的台架上放置一金属平板，将电容测微仪探头用测微台架夹紧，使探头的端面与平板平行，见图1，移动测微台架的旋钮，分别读出测微仪移动示值和电容测微仪的示值。
这样得到一组数据即可对电容测微仪进行标定。
图1 电容侧微仪标定原理图（二）用标定后的电容测微仪测量压电陶瓷管的线性度在电容测微仪的线性区（对应机械标定仪的某个位置），通过可调直流电源按一定间隔改变直流电压（见图2），分别对压电陶瓷加压，使之分别产生轴向变形（见图3）和弯曲变形（见图4），从而得到压电陶瓷的伸长与偏转量与施加其上的电压的关系。
图2 可调高压电源图3 测压电陶瓷轴向伸缩图4测压电陶瓷侧向弯曲四、实验步骤（一）标定电容测微仪的线性度１、实验前，了解实验原理及其实验注意事项，并检查实验仪器是否齐全。
２、使用仪器前，将传感器端面与被测物（标定平铁板）表面用汽油认真清洗干净，以清洗掉杂质及灰尘微粒；而后将电源线和传感器与电缆分别连接好并拧紧。
３、将标定平铁板安放在测微台架的台架上，而后用夹具将电容传感器探头夹紧，接着上下调整探头使探头与标定平铁板距离接近测量区。
４、为便于进行数据分析，可将测微台架示值调至某一合适值，并将电容测微仪示值调零，而后进行实验；实验采用一人细调（等间距）测微台架，另一人记录的方式，为了标定线性区，测定线性误差，调值采用先等间距调至140μm，再等间距调回的方法。
（为了节约时间，调值范围为0～140μm，调值间距为5μm，共计读29个数。
实习报告-无铅压电陶瓷
毕业实习报告学院：班级：姓名：学号：日期：不同钾钠比的铌酸钾钠无铅压电陶瓷性能研究----氧化物混合法制备化学剂量比的陶瓷目前，市场上大规模使用的压电陶瓷材料体系主要是铅基压电陶瓷，即PbTiO3–PbZrO3、PbTiO3–PbZrO3–ABO3 (ABO3为复合钙钛矿型铁电体)及PbTiO3系压电陶瓷等。
铅系压电陶瓷具有优异的压电性能，并且可以通过掺杂取代来调节其性能以满足不同需求，但是这些陶瓷材料中PbO(或Pb3O4)的质量约占60%左右。
铅基压电材料在生产、使用及废弃后的处理过程中都会给人类及生态环境带来严重危害，溶解在酸雨中的铅可以通过水和动植物而直接或间接地侵入人体，从而影响人的神经系统。
因此，不管是为了节约能源, 还是为了保护环境, 人类为了自身的可持续发展, 开发非铅基环境协调性(绿色)压电陶瓷材料势在必然。
1.国内外研究现状铌酸盐系压电陶瓷, 尤其是铌酸钠钾基无铅陶瓷具有较高的居里温度( T c) 而被视作替代PZT基压电陶瓷的主要选择对象之一。
从目前的研究进展来看, 要想让无铅压电陶瓷完全取代传统的铅基压电陶瓷的可能性还不大; 但从分析当前的压电应用情况可知, 若选用无铅压电陶瓷材料及器件用于大量的中、低端应用(k33和d33等参数指标要求不是太高) , 还是极有可能的。
铌酸钠钾基无铅压电陶瓷粉体的一般制备方法包括普通球磨法、溶胶-凝胶法、水热法和熔盐法等。
从工业生产角度考虑, 普通球磨法易于大规模合成粉体,但该法耗时且污染较大; 就生态环境保护而言, 要求制备技术具有耗能少、污染小等环境协调性特性, 研究和开发的水热法、电化学法和溶胶-凝胶法等陶瓷材料的软溶液制备技术有优势, 这些技术被认为是21 世纪制备高性能铁电压电陶瓷的先进技术。
1.1.1 陶瓷粉体的制备M. D. Aguas和I. P. Parkin采用溶胶-凝胶合成法制备得到了NaNbO3粉体;Christian等运用微乳介质醇盐水解法制备出了( K x Na1- x ) NbO3纳米粉体; 陈强等采用Pechini法合成了Nb 5+、Li+前驱体溶液, 在650 ℃保温2h得到LiNbO3相所占比例> 97%的粉末；FanYa-hong等采用熔盐法合成出了( K0.5Na0.5)NbO3粉体, 并用以制备了压电陶瓷; 等等。
锆钛酸铅压电陶瓷的制备实验
锆钛酸铅压电陶瓷的制备实验引言：压电陶瓷我们将具有压电效应的陶瓷称为压电陶瓷，而压电效应分为正压电效应和负压电效应。
★正压电效应：当对某些晶体施加压力、张力或切向力时，则发生与应力成比例的介质极化，同时在晶体两端面将出现数量相等、符号相反的束缚电荷，这种现象称为正压电效应，如下图所示；★逆压电效应：当在晶体上施加电场引起极化时，将产生与电场强度成比例的变形或机械应力，这种现象称为逆压电效应。
注：实线代表形变前的情况；虚线代表形变后的情况。
效应示意图自从十九世纪五十年代中期，由于钙钛矿的 PZT 陶瓷具有比 BaTiO3更为优良的压电和介电性能，因而得到广泛的研究和应用。
图 1-1 为 Pb(Zr x Ti1-x)O3体系的低温相图[1]。
在居里温度以上时，立方结构的顺电相为稳定相。
在居里温度以下，材料为铁电相，对于富Ti 组分（0≤x≤）为四方相；而低 Ti 组分（≤x≤）为三方相。
两种晶相被一条 x= 的相界线分开。
在三方相区中有两种结构的三方相：高温三方相和低温三方相，这两种三方相的区别在于前者为简单三方晶胞，后者为复合三方晶胞。
在靠近 PbZrO3组分（≤x≤1）的地方为反铁电区，反铁电相分别为低温斜方相和高温四方相。
如图 1-2 所示[10]，对于四方相，自发极化方向沿着六个<100>方向中的一个方向进行，而三方相的自发极化方向沿着八个<111>方向中的一个方向进行。
由于自发极化方向的不同，在不同的晶体结构中产生不同种类的电畴，在四方相中产生 180o 和 90o电畴，三方相中产生 180o、109o、71o电畴。
一、实验目的：本实验主要是通过对具有压电性能的陶瓷材料PZT（锆钛酸铅）的制备来掌握特种陶瓷材料的整个工艺流程，并掌握一定的性能测试手段。
二、实验仪器：电子天平、粉末压片机、箱式电阻炉、成型模具、温度控制仪、准静态d33测量仪、极化装置、阻抗分析仪等。
三、实验原理：实验室制备PZT压电陶瓷的工艺路线为：配方设计→PZT粉体混合研磨制备→预烧→成型→排塑→烧结→上电极→极化→性能测试★PZT粉体制备PZT压电陶瓷的粉体制备方法一般包括：固相法和液相法。
压电陶瓷材料钛酸钡的制备
化学化工学院材料化学专业实验报告实验名称：压电陶瓷材料钛酸钡的制备年级：2010级材料化学日期：2012年9月20日姓名：学号：同组人：一、预习部分压电陶瓷材料是一种能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料。
属于无机非金属材料，是一种具有压电效应的材料。
所谓压电效应是指某些介质在力的作用下，产生形变，引起介质表面带电，这是正压电效应。
反之，施加激励电场，介质将产生机械变形，称逆压电效应。
这种奇妙的效应已经被科学家应用在与人们生活密切相关的许多领域，以实现能量转换、传感、驱动、频率控制等功能。
在能量转换方面，利用压电陶瓷将机械能转换成电能的特性，可以制造出压电点火器、移动X光电源、炮弹引爆装置。
电子打火机中就有压电陶瓷制作的火石，打火次数可在100万次以上。
用压电陶瓷把电能转换成超声振动，可以用来探寻水下鱼群的位置和形状，对金属进行无损探伤，以及超声清洗、超声医疗，还可以做成各种超声切割器、焊接装置及烙铁，对塑料甚至金属进行加工。
压电陶瓷具有敏感的特性，可以将极其微弱的机械振动转换成电信号，可用于声纳系统、气象探测、遥测环境保护、家用电器等。
地震是毁灭性的灾害，而且震源始于地壳深处，以前很难预测，使人类陷入了无计可施的尴尬境地。
压电陶瓷对外力的敏感使它甚至可以感应到十几米外飞虫拍打翅膀对空气的扰动，用它来制作压电地震仪，能精确地测出地震强度，指示出地震的方位和距离。
这不能不说是压电陶瓷的一大奇功。
压电陶瓷在电场作用下产生的形变量很小，最多不超过本身尺寸的千万分之一，别小看这微小的变化，基于这个原理制做的精确控制机构－－压电驱动器，对于精密仪器和机械的控制、微电子技术、生物工程等领域都是一大福音。
谐振器、滤波器等频率控制装置，是决定通信设备性能的关键器件，压电陶瓷在这方面具有明显的优越性。
它频率稳定性好，精度高及适用频率范围宽，而且体积小、不吸潮、寿命长，特别是在多路通信设备中能提高抗干扰性，使以往的电磁设备无法望其项背而面临着被替代的命运。
压电陶瓷实验报告
压电陶瓷实验报告
引言
压电陶瓷作为一种重要的功能材料，在电子、声学、光学等领域有着广泛的应用。本次实验旨在研究压电陶瓷的基本性质和应用，并通过实验验证压电效应的存在。
实验一：压电效应的观察
在这个实验中，我们使用了一块压电陶瓷片，并将其固定在一块金属基座上。通过连接电源，我们可以对陶瓷片施加压力。实验中，我们使用了一个示波器来记录压电陶瓷片的振动情况。
实验结果显示，当施加压பைடு நூலகம்时，压电陶瓷片开始振动，并产生电压信号。这就是压电效应的基本原理。压电陶瓷的晶格结构使其能够将机械能转化为电能，从而产生电压。
实验二：压电陶瓷的应用
在这个实验中，我们探索了压电陶瓷在声学领域的应用。我们将压电陶瓷片固定在一个共振腔内，并通过连接电源施加电压。实验结果显示，当施加电压时，压电陶瓷片开始振动，并产生声波。
这种应用被广泛用于传感器和振动马达等设备中。压电陶瓷可以将机械能转化为电能，并产生电压信号，从而实现电子设备的工作。
结论
通过这次实验，我们深入了解了压电陶瓷的基本性质和应用。压电陶瓷作为一种功能材料，在电子、声学、光学等领域有着广泛的应用前景。压电效应的存在使得压电陶瓷能够将机械能转化为电能，并产生电压信号，从而实现各种设备的工作。
这种应用被广泛用于扬声器和超声波传感器等设备中。压电陶瓷的振动频率可以通过施加的电压来调节，从而实现不同频率的声波产生。
实验三：压电陶瓷的应用
在这个实验中，我们研究了压电陶瓷在电子领域的应用。我们将压电陶瓷片固定在一个电路板上，并通过连接电源施加电压。实验结果显示，当施加电压时，压电陶瓷片产生电压信号。
尽管本次实验只是简单地介绍了压电陶瓷的基本原理和应用，但我们相信，通过进一步的研究和实验，我们可以发现更多压电陶瓷的潜在用途，并为各个领域的技术发展做出贡献。
压电陶瓷报告
项目编号0912011411自然科学√项目分类社会科学中国海洋大学本科生研究发展计划（OUC-SRDP）项目研究报告项目名称：钛酸铋钠基无铅压电陶瓷材料的溶胶-凝胶法制备及电性能研究负责人：杜乘风所在学院：材料科学与工程研究院专业年级：2007级材料化学指导教师: 戴金辉起止年月：2009 年06 月至2010 年04 月1.文献综述1.1 压电陶瓷压电铁电陶瓷是功能陶瓷中应用广泛的一类，铁电性应用在存储器、记忆器等领域、压电性应用在换能器、驱动器、声表面波器件等领域，热释电应用在探测器、报警器、焦平面列阵等领域，介电应用在电容器、传感器等领域。
包括电容器陶瓷在内的压电铁电陶瓷，其世界市场份额占整个功能陶瓷的三分之一。
压电陶瓷，是一种能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料，即是一种具有压电效应的材料。
在能量转换方面，利用压电陶瓷将机械能转换成电能的特性，可以制造出压电点火器、移动X光电源、炮弹引爆装置。
电子打火机中就有压电陶瓷制作的火石，打火次数可在100万次以上。
用压电陶瓷把电能转换成超声振动，可以用来探寻水下鱼群的位置和形状，对金属进行无损探伤，以及超声清洗、超声医疗，还可以做成各种超声切割器、焊接装置及烙铁，对塑料甚至金属进行加工。
压电陶瓷具有敏感的特性，可以将极其微弱的机械振动转换成电信号，可用于声纳系统、气象探测、遥测环境保护、家用电器等。
地震是毁灭性的灾害，而且震源始于地壳深处，以前很难预测，使人类陷入了无计可施的尴尬境地。
压电陶瓷对外力的敏感使它甚至可以感应到十几米外飞虫拍打翅膀对空气的扰动，用它来制作压电地震仪，能精确地测出地震强度，指示出地震的方位和距离。
这不能不说是压电陶瓷的一大奇功。
压电陶瓷在电场作用下产生的形变量很小，最多不超过本身尺寸的千万分之一，但基于这个原理制做的精确控制机构－－压电驱动器，对于精密仪器和机械的控制、微电子技术、生物工程等领域都是一大福音。
谐振器、滤波器等频率控制装置，是决定通信设备性能的关键器件，压电陶瓷在这方面具有明显的优越性。
压电陶瓷压电性能测定实验报告
广东工业大学实验报告学院电子科学与技术（电子信息材料及元器件）专业班成绩评定学号姓名（号）教师签名十二题目：压电陶瓷压电性能测定第周星期一、实验目的iv. 了解压电常数的概念和意义；v. 掌握压电陶瓷压电常数的测定方法。
vi. 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” 旋钮使面板表指电子科学与技术专业实验指导书126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，记录于表12-1。
7. 取三次测量的平均值。
六、实验数据测试与记录。
压电陶瓷的制备及研究
PZT压电陶瓷颗粒的制备:将市售的压电陶瓷片用蒸馏水洗净，与120℃下烘干。
在玛瑙研钵中捣碎，然后以无水乙醇为介质，在玛瑙罐中球磨24h，烘干，过筛，得到平均粒径为3um 的陶瓷颗粒。
陶瓷颗粒制备过程中，未经其它任何物理和化学处理。
石墨改性(l)称取适量的石墨粉末，将石墨粉末置于N，N一二甲基甲酞胺(NDF)中，强烈搅拌并辅以超声分散。
(2)称取适量的PVDF粉末，将PVDF溶于上述含悬浮石墨的NDF中。
(3)称取适量的PZT陶瓷粉末，将PZT粉末加入PVDF的NDF溶液中，强烈搅拌并辅以超声分散。
制得石墨、‘PZT和PVDF分散均匀的体系。
(4)保持搅拌，将一定量的PVDF不良溶剂无水乙醇缓慢加入到上述分散体系中，直到石墨、PZT和PVDF全部从溶液中沉淀出来。
(5)将沉淀抽滤，烘干，得到均匀的PVDF包裹的石墨和PZT体系。
(6)将分散均匀的复合粉末在200℃、150MPa的钢制模具中热压，冷却后得到今2um，厚200一300Um的压电复合材料薄膜。
研究的问题：(l)分别采用了冷压、固化和热压三种工艺制备住一3型PZT用VDF压电复合材料，通过对制备样品压电和介电性能行对比，确定制备0一3型PZT/PVDF压电复合材料的最佳合成工艺。
(2)研究PZT和PVDF不同质量配比对O一3型PZT护VDF压电复合材料性能的影响，通过对样品压电和介电性能进行对比，确定制备0一3型PZT/PVDF压电复合材料的PZT和PVDF的质量最佳配比。
(3)研究在热压工艺条件下的合成热压温度和热压压力对0一3型PZT/PvDF压电复合材料性能的影响，通过对不同条件下制备样品的压电和介电性能进行对比，确定热压工艺制备O一3型PZT/PVDF压电复合材料的最佳工艺条件。
(4)研究极化条件(极化温度、极化电场和是否保压冷却)0一3型PZT/PVDF压电复合材料性能的影响，确定0一3型PZT/PVDF压电复合材料的最佳极化条件。
压电陶瓷材料实验报告
一、实验目的1. 了解压电陶瓷材料的基本特性和应用领域。
2. 掌握压电陶瓷材料的制备方法及性能测试技术。
3. 分析压电陶瓷材料的性能与结构之间的关系。
二、实验原理压电陶瓷材料是一种具有压电效应的无机非金属材料，其基本原理是在外部机械力的作用下，内部产生电荷，从而实现机械能与电能之间的相互转换。
压电陶瓷材料具有高介电常数、高介电损耗、高压电系数等特性，广泛应用于声学、光电子、传感器、驱动器等领域。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：PZT（锆钛酸铅）压电陶瓷材料。
2. 实验仪器：（1）高温烧结炉：用于压电陶瓷材料的烧结。
（2）X射线衍射仪（XRD）：用于分析压电陶瓷材料的晶体结构。
（3）扫描电子显微镜（SEM）：用于观察压电陶瓷材料的微观结构。
（4）压电系数测试仪：用于测试压电陶瓷材料的压电系数。
（5）介电性能测试仪：用于测试压电陶瓷材料的介电常数和介电损耗。
四、实验步骤1. 压电陶瓷材料的制备（1）将PZT粉末与适量粘结剂混合，制成浆料。
（2）将浆料涂覆在陶瓷基板上，形成压电陶瓷薄膜。
（3）将压电陶瓷薄膜放入高温烧结炉中，进行烧结，烧结温度为850℃左右，保温时间为2小时。
2. 压电陶瓷材料的性能测试（1）X射线衍射分析：对烧结后的压电陶瓷材料进行XRD分析，确定其晶体结构。
（2）扫描电子显微镜分析：对压电陶瓷材料进行SEM分析，观察其微观结构。
（3）压电系数测试：利用压电系数测试仪测试压电陶瓷材料的压电系数。
（4）介电性能测试：利用介电性能测试仪测试压电陶瓷材料的介电常数和介电损耗。
五、实验结果与分析1. X射线衍射分析（1）通过XRD分析，确定压电陶瓷材料的晶体结构为PZT相。
（2）分析压电陶瓷材料的晶体结构特点，如晶胞参数、晶粒尺寸等。
2. 扫描电子显微镜分析（1）通过SEM分析，观察压电陶瓷材料的微观结构，如晶粒尺寸、晶界、孔隙等。
（2）分析压电陶瓷材料的微观结构对性能的影响。
3. 压电系数测试（1）测试压电陶瓷材料的压电系数，确定其性能。
bnt基无铅压电陶瓷的制备及表征实验流程
bnt基无铅压电陶瓷的制备及表征实验流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor.I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!BNT基无铅压电陶瓷的制备与表征实验流程研究一、引言随着环保意识的提升，传统的含铅压电陶瓷已逐渐被无铅压电陶瓷所替代。
PZT陶瓷的压电性能测试实验报告
行星球磨机
手动式粉末压片机
准静态d33测量 仪
3.PZT压电陶瓷的制备
3.2 PZT陶瓷的制备：
球磨 成型及增塑 预烧排塑及烧结
1.使各种原材 料分布均匀， 便于固相反应 的生成 2.使物料粉碎 达到一定的细 度，以利于降 低烧成温度
1.赋予材料可塑 性，便于成型， 使坯件具有较高 的致密度 2.增加瓷料的粘结 性，并减少与模壁 的摩擦力，便于脱 模
预烧温度800℃， 主要目的是排除 粘结剂，并使坯 体有一定的强度 烧结温度1200℃， 烧成好坏标准： 陶瓷收缩情况和 表面裂纹
3.PZT压电陶瓷的制备
3.3 极化：
硅油的作用： 1：保温； 2：绝缘。
温度：110℃ 电极：银浆
4. PZT压电陶瓷d33的测量
1. 实验目的
1.1 了解PZT压电陶瓷的制备过程及注意事项； 1.2 掌握用ZJ-3AN型准静态d33测量仪测量PZT压电陶瓷的d33。
“软”性材料
具有很高的灵 敏度和介电常 数，用于各种 传感器、低功 率电机式换能 器
1.压电材料的简介
1.3 压电材料的极化示意图
压电材料必须经过极化处理后才具有压电效应。对于压电陶瓷来
说，各个晶粒都有较强的压电效应。但由于晶粒和电畴分布无一定规则，各方向几率相同，使宏观 极化强度ΣP =0，因而不显示压电效应，故必须经过人工预极化处理，使ΣP ≠0，才能对外显示压 电效应。
PZT压电陶瓷的制备及其d33 的测试
实验类型：综合设计
1.压电材料的简介
1.1 压电效应
正压电效应
逆压电效应
正压电效应
机械能
逆压电效应
电能
1.压电材料的简介
1.2 压电材料
压电陶瓷粉体的制备与测试
压电陶瓷材料是具有机电转换效应的一类功能材料，这种材料能够实现机械能与电能的相互转换，在机械，电子。
医疗，通讯，精密控制，国防军工等很多领域中应用广泛。
粉末颗粒的特性包括粒度，粒度分布，颗粒形状，孔隙度，Z 电势数值和比表面积等。
对于陶瓷材料制备而言，粉体的粒度及其分布状况关系到原煤料的加工时间，坯体的致密度大小，烧成温度的高低等问题，对制品的质量和性能起着极重要的作用。
制备方法则采用：1）传统固相法：将所需元素的氧化物，碳酸盐或硝酸盐通过球磨混合均匀，经过煅烧使这些盐类发生分解与固相反应，从而生成所需化学成分和晶相的陶瓷粉体。
工艺优点：技术成熟，工艺简单,成本低廉工艺缺点：颗粒较粗，活性较差，化学均匀性较差，易团聚。
2) 水热合成法：把常温常压下溶液中不容易进行的反应，通过将物系置于高温高压条件下来加速反应的进行工艺优点：低温下即可获得较纯粉体，晶粒发育良好，粒度分布均匀。
工艺缺点：晶化时间过长，不利于连续生产。
3）溶胶-凝胶法：将易于水解的金属化合物（无机盐或金属醇盐）溶解在某种溶剂中并使之与水发生反应而逐渐胶化，凝胶经干燥和高温处理制得所需的粉体材料。
工艺优点：化学均匀性好，粉体颗粒细且尺寸分布窄，设备简单。
工艺缺点：前驱体材料价格昂贵，有机溶剂对人体有害，制粉工艺较复杂。
粉体粒度测试方法：a) 激光法：当光束照射到气体或液体里的细颗粒时，光将向各个方向散射，并在颗粒背后产生瞬间阴影。
照射光有部份被颗粒吸收，部分产生衍射。
光的散射和衍射与颗粒的粒度有一定的关系。
优点：分析速度快，操作简单方便，分析检测范围广。
缺点：不宜测量粒度分布很窄的样品，分辨率相对较低。
b) 沉降法：颗粒的沉降速度与颗粒的大小有关，大颗粒的沉降速度快，小颗粒的沉降速度慢，因此只要测量颗粒的沉降速度，就可以得到反映颗粒大小的粒度分布。
优点：原理直观，分辨率较高，价格及运行成本低。
缺点：测量速度慢，不能处理不同密度的混合物，受环境和人为因素影响较大。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
压电陶瓷制备与测试实验报告
一、实验要求
1、了解压电陶瓷的基本性能、结构、用途、制备方法。
2、了解压电陶瓷常见的表征方法及检测手段。
3、掌握压电陶瓷材料压电、介电性能等性能测试方法。
4、掌握压电陶瓷的性能分析方法。
二、压电陶瓷材料制备过程
主要包括以下步骤：配料-混合-预烧-粉碎-成型-排胶-烧结-被电极-极化-测试。
1、配料：Bi2O3···14.1244113464136 Sc2O3···4.13930659262249 PbO·23.339070300907 TiO2·8.39721176005696
2、原料选用纯度高、细度小和活性大的粉料，根据配方或分子式选择所用原料，并按原料纯度进行修正计算，然后进行原料的称量。
按化学配比配料以后，使用行星式球磨机将各种配料混合均匀。
实验室常采用的是水平方向转动球磨方式，震动球磨是另一种常用的球磨方法，此外还有气流粉碎法等混合方法。
3、混合球磨后的原料进行预烧。
预烧是使原料间发生固相化学反应以生成所需产物的过程，预烧过程中应注意温度和保温时间的选择。
将预烧反应后的材料使用行星式球磨机粉碎。
4、成型的方法主要有四种；轧膜成型、流延成型、干压成型和静水压成型。
轧膜成型适用于薄片元件；流延成型适合于更薄的元件，膜厚可以小于10m；干压成型适合于块状元件；静水压成型适合于异形或块状元件。
除了静水压成型外，其他成型方法都需要有粘合剂，粘合剂一般占原料重量的3％左右。
成型以后需要排胶。
粘合剂的作用只是利于成型，
但它是一种还原性强的物质，成型后应将其排出以免影响烧结质量。
5、烧结是将坯体加热到足够高的温度，使陶瓷坯体发生体积收缩、密度提高和强度增大的过程。
烧结过程的机制是组成该物质的原子的扩散运动。
烧结的推动力是颗粒或者晶粒的表面能，烧结过程主要是表面能降低的过程。
晶粒尺寸是借助于原子扩散来实现的。
6、烧结后的样品要被电极，可选用的电极材料有银、铜、金．铂等，形成电极层的方法有真空蒸发、化学沉积等多种。
压电陶瓷中广泛采用的是，在烧结后的样品涂上银浆，在空气中烧制电极。
为了防止空气在高压下电离、击穿，极化一般是在硅油中进行。
为了获得优良的压电性能，需要选择合适的电场强度，适当的极化温度。
极化样品放置24小时后，用压电常数测量仪测量d33，用高频阻抗分析仪(Agilent4294A等)测量介电常数、介电损耗、谐振频率等
三、实验内容
利用d33测试仪及Agilent 4294A阻抗分析仪测试压电陶瓷片的各项性能，得如下表格：
然后根据Agilent 4294A阻抗分析仪测得的数据，通过公式计算得到如下两图
上图未居里温度的介电温谱图，B代表介电常数，A代表温度，读图得到最高点坐标（454，17.401），因此居里温度为454度
上图为阻抗分析图，读图得到黑线最高、最低点对应x坐标别为212.000、185.500（kHz）对应fa、fr。
上表为最终得到的BSPT陶瓷个性能指标集合。
成员及分工：
THANKS !!!
致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习课件等等
打造全网一站式需求
欢迎您的下载，资料仅供参考。