Teste Bailibo: Teste de desempenho piezoelétrico em alta temperatura de cerâmica piezoelétrica

1. Antecedentes e significado da detecção

Como um importante material funcional, a cerâmica piezoelétrica é amplamente utilizada em sensores, transdutores, imagens ultrassônicas e outros campos. No entanto, em cenários de aplicação severos, como aeroespacial, monitoramento de motores e perfuração de petróleo, a cerâmica piezoelétrica geralmente precisa servir em ambientes de alta temperatura por um longo tempo, portanto, a detecção do desempenho piezoelétrico em alta temperatura é crucial.

2. Parâmetros de teste principais

Os testes de desempenho piezoelétrico de alta temperatura concentram-se principalmente nos seguintes parâmetros principais:

Constante piezoelétrica d33: reflete a capacidade de acoplamento eletromecânico da cerâmica piezoelétrica na direção de polarização e é o indicador principal para avaliar o desempenho piezoelétrico. A cerâmica piezoelétrica d33 de nível industrial é geralmente ≥300pC/N, e a classe médica pode atingir mais de 500pC/N.

Temperatura Curie Tc: Quando a temperatura ambiente excede a temperatura Curie, a estrutura cristalina da cerâmica muda de uma configuração assimétrica para uma configuração simétrica, e as propriedades piezoelétricas desaparecem completamente. A temperatura Curie da cerâmica PZT tradicional é de cerca de 195-365°C, e o novo sistema BS-PT pode atingir 450°C.

Coeficiente de acoplamento eletromecânico kp: Caracteriza a eficiência de conversão de energia entre materiais piezoelétricos e sistemas mecânicos. O modo radial geralmente requer ≥0,60.

Propriedades dielétricas: incluindo constante dielétrica e perda dielétrica.

3. Padrões e métodos de teste

O padrão nacional GB/T 3389-2008 "Métodos de teste de desempenho de materiais cerâmicos piezoelétricos" Teste de parâmetros de desempenho" estipula o processo de teste do sistema:

Teste de temperatura Curie: Use um analisador de impedância para medir o ponto de mutação de permissividade para determinar

Teste de constante piezoelétrica: Calcule a fração de deslocamento elétrico através do método quase estático Quantidade

Dielétrico teste de desempenho: Use a ponte Xilin de alta tensão para medir a permissividade relativa livre e a tangente do ângulo de perda dielétrica

Teste de coeficiente piroelétrico: Use o método de integração de carga para medir a mudança da polarização residual com a temperatura

4. analisador, etc.

5. Desafio de estabilidade em alta temperatura

Pesquisas mostram que a estrutura de fase e a estrutura de domínio da cerâmica piezoelétrica estão intimamente relacionadas à temperatura, o aumento na concentração de vacância de oxigênio fará com que o desempenho piezoelétrico decaia. Constante piezoelétrica a 650 ° C

6. Campos de aplicação

Os testes de desempenho piezoelétrico de alta temperatura servem principalmente:

Projeto de sensor e atuador de alta temperatura, sistema de monitoramento de ambiente térmico aeroespacial, desenvolvimento de sensor de sistema de segurança nuclear, equipamento de detecção de poço de perfuração de petróleo, etc. desempenho e vida útil dos equipamentos relacionados