陶瓷介电特性测定仪

有需要的请看看[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=15370]关于介电陶瓷的文章[/url]

微波介质陶瓷是指应用于微波（主要是300MHz~30GHz频段）电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷、在现代通信中被用作谐振器、滤波器、介质基片、介质天线、介质波导回路等，应用于微波电路的介质陶瓷除了必备的机械强度、化学稳定性之外，还应满足如下介电特性，微波频率下大的相对介电常数C^2高Qf值以及接近零的频率温度系数微波介质陶瓷可以按照其组成系统，介质特性及应用领域加以分类，较为常见的是按其介电常数的大小来分类，可分为低介电常数类（20~40）；中介电常数类（40~80）；高介电常数（＞80）。低介电微波陶瓷主要应用于微波基板、卫星通讯以及军事应用等通讯系统中。目前研究的较多的低介微波陶瓷主要是以AL2O3和AIN的应用，低介微波陶瓷基覆铜板用绝缘散热材料的理想性能是既要导热性能好，散热好，还要在高频微波作用下产生损耗尽量小。BeO陶瓷是目前陶瓷基覆铜板中绝缘散热的绝佳材料，但由于BeO粉料具有毒性，在制造过程中需要采取严格的防护措施，且在美日等发达国家已禁止生产BeO陶瓷。因此研制替代BeO陶瓷的覆铜板用新型绝缘散热材料已迫在眉睫。AIN陶瓷是一种散热性能较好、无毒的陶瓷材料，其热导率理论值为320W/（mK），与BeO陶瓷热导率的理论值370 W/（mK）相近，并且已研制出热导率在200 W/（mK）以上的AIN陶瓷材料。所以AIN陶瓷材料被认为是最有希望替代BeO陶瓷的绝缘散热材料。 由于BN的介电常数较小，但AIN陶瓷中加入了h-BN，根据复相材料的介电常数公式计算，将h-BN加入到AIN中，还可以降低AIN陶瓷介电常数。本文旨在研制出满足陶瓷基覆铜板使用要求的高热导率、低介电损耗AIN及BN-AIN基陶瓷材料，以替代BeO陶瓷材料。 因为BN,AIN均为共价化合物，难以烧结，为了获得高致密度陶瓷，需添加烧结助剂。烧结助剂的选择应从两个方面考虑，其一，能形成低熔物相，实现液相烧结，促进致密；其二，能与AIN中的氧杂质反应，使AIN晶格净化。基于此两点，选用Y2O3为烧结助剂。因为Y2O3与AIN表面的氧化铝形成Y3AI5O12，Y3AI5O12的液相温度为1760℃，这样既促进了烧结又净化了晶格。但是，若烧结助剂分散不均匀，也很难烧制出结构致密的陶瓷材料。通过化学工艺，将BN包裹到AlN粉体表面，从而实现将BN均匀分散到AIN基体中的目的，并且利用包裹型复合粉体，制备出显微结构均匀的复相陶瓷，其热导率为78.1 W/（mK），在Ka波段介电常数为7.2、介电常数最小值为13×10-4。通过对AIN及BN-AIN基复相陶瓷在Ka波段的微波特性研究，发现AIN基陶瓷材料的介电常数随频率变化的幅度很小，但材料的介电损耗随频率的变化较大，并且在该区间内存在最大值和最小值。

[align=center][b][u][size=18px][color=#e53333]01 [/color][/size][size=18px][color=#e53333]、[/color][/size][/u][size=18px][color=#e53333] D33[/color][/size][size=18px][color=#e53333]测试仪之[/color][/size][size=18px][color=#e53333]压[/color][/size][size=18px][color=#e53333]电陶瓷特性分析[/color][/size][size=18px][color=#e53333](1)[/color][/size][/b][/align][b][size=18px][color=#e56600]主要设备：[/color][/size][size=18px]关键词：[/size][size=18px] [color=#4c33e5]ZJ-3[/color][/size][size=18px][color=#4c33e5]型精密[/color][/size][size=18px][color=#4c33e5]D33[/color][/size][size=18px][color=#4c33e5]测试仪[/color][/size][size=18px] [color=#4c33e5]JKZC-YDZK03[/color][/size][size=18px][color=#4c33e5]压电阻抗分析仪[/color][/size][size=18px] [color=#4c33e5] FE-5000[/color][/size][size=18px][color=#4c33e5]型铁电测[/color][color=#4c33e5]试仪[/color][/size][size=18px]一、前言[/size][/b][size=18px]??这个压电陶瓷片是从一个汽车配件中拆卸下来的。它既可以把电能转换成震动的机械能，[/size][size=18px] [/size][size=18px]也可以把机械能反过来转换成电能。下面通过示波器观察一下它的一些特性。[/size][b][size=18px][color=#337fe5]二、测量结果[/color][/size][size=18px]1[/size][size=18px]、阻抗测量[/size][/b][size=18px]??使用手持[/size][size=18px]JKZC-YDZK03A[/size][size=18px]测量表[/size][size=18px] SmartTweezer [/size][size=18px]测量 压电陶瓷片的阻抗电容大约为[/size][size=18px] 30nF[/size][size=18px]，[/size][size=18px] [/size][size=18px]等效电阻约为[/size][size=18px] 14 [/size][size=18px]欧姆因此， 压电陶瓷等效为一个电容器件。[/size][img]http://www.bjjkzc.com.cn/uploadfiles/image/20240320/20240320194096859685.jpg[/img][size=18px] 测量结果：[/size][size=18px] [/size][size=18px]电容：[/size][size=18px]30nF[/size][size=18px]， 等效串联点租：[/size][size=18px]14 [/size][size=18px]欧姆。[/size][b][size=18px][color=#337fe5]2[/color][/size][size=18px][color=#337fe5]、示波器观察[/color][/size][/b][size=18px]??使用示波器探头直接测量压电陶瓷输出引脚。示波器输入阻抗大约在[/size][size=18px] 5M [/size][size=18px]欧姆左右，示波器的电压量程为 每格[/size][size=18px] 2V[/size][size=18px]。手用力弯曲压电陶瓷，[/size][size=18px] [/size][size=18px]可以看到示波器观察到的电压变化范围超过正负[/size][size=18px]10V[/size][size=18px]的电压。[/size][img]http://www.bjjkzc.com.cn/uploadfiles/image/20240320/202403201940002727.jpg[/img][size=18px]??为了确定压电陶瓷输出电阻在其端口并联一个电阻。组织为[/size][size=18px] 100k [/size][size=18px]欧姆。用手扳动压电陶瓷，[/size][size=18px] [/size][size=18px]可以观察到输出信号波动范围减少了。[/size][size=18px] [/size][size=18px]上下范围在[/size][size=18px]4V[/size][size=18px]左右。[/size][img]http://www.bjjkzc.com.cn/uploadfiles/image/20240320/20240320194032183218.jpg[/img][b][size=18px][color=#4c33e5]3[/color][/size][size=18px][color=#4c33e5]、[/color][/size][size=18px][color=#4c33e5]JFET[/color][/size][size=18px][color=#4c33e5]放大[/color][/size][/b][size=18px]??下面利用一个结型场效应管对于压电陶瓷信号进行放大观察[/size][size=18px] T1 [/size][size=18px]漏极上的电压波动这是在面包板上搭建的电路，这个场效应管是从一个麦克中拆卸下来的晶体管。手指轻轻触碰压电陶瓷，[/size][size=18px] [/size][size=18px]便可观察到场效应管漏极上电压波动。这说明这个放大电路将压电陶瓷电压信号进行了有效的放大。结型晶体管的高输入阻抗，[/size][size=18px] [/size][size=18px]也使得压电陶瓷输出电压信号基本上没有被衰减。[/size][img]http://www.bjjkzc.com.cn/uploadfiles/image/20240320/20240320194152885288.jpg[/img][size=18px]??为了测试这个[/size][size=18px]JFET[/size][size=18px]放大电路的电压增益，使用信号源在栅极施加峰峰值[/size][size=18px] 500mV[/size][size=18px]，[/size][size=18px] 1kHz [/size][size=18px]的正弦波，使用万用表测量场效应管漏极交流电压，?电压的有效值大约为[/size][size=18px] 1V[/size][size=18px]。因此， 该电路的电压放大倍数大约为[/size][size=18px]5.65[/size][size=18px]。[/size][img]http://www.bjjkzc.com.cn/uploadfiles/image/20240320/20240320194112971297.jpg[/img][align=center][b][size=18px][color=#e53333]※[/color][/size][size=18px][color=#e53333] [/color][/size][size=18px][color=#e53333]总[/color][/size][size=18px][color=#e53333]??结 ※[/color][/size][/b][/align][size=18px]??本文测试了压电陶瓷的压电特性利用场效应管对信号进行放大，可以看到压电陶瓷对于机械振动非常敏感。[/size][size=18px]附件：[/size][size=18px][img]http://www.bjjkzc.com.cn/uploadfiles/image/20240320/20240320194181358135.jpg[/img][/size][b][size=18px]目前我们国家对材料测试越来越重视，很多单位及科研院校对产品甄别出现很大问题，但是真正测试材料需要选择一款精准可靠的测试产品，这样对自己的测试成果及研究会带来很大的作用[/size][size=18px],[/size][size=18px]对我们的生产带来极大的指导性作用。[/size][size=18px]ZJ-4 [/size][size=18px]型压电测试仪（静压电系数[/size][size=18px]d33[/size][size=18px]测量仪）[/size][size=18px],[/size][size=18px]薄膜[/size][size=18px]PVDF[/size][size=18px]压电系数测试仪[/size][size=18px]关键词[/size][size=18px]:[/size][size=18px]压电[/size][size=18px],[/size][size=18px]陶瓷材料[/size][size=18px],[/size][size=18px]高分子[/size][size=18px],d33/d15,15[/size][size=18px]圆管夹具[/size][size=18px][img]http://www.bjjkzc.com.cn/uploadfiles/image/20240320/20240320194198389838.jpg[/img][/size][size=18px]一、产品介绍：[/size][size=18px]ZJ-4[/size][size=18px]型压电测试仪（静压电系数[/size][size=18px]d33[/size][size=18px]测量仪）是为测量压电材料的[/size][size=18px]d33[/size][size=18px]常数而设计的专用仪器，它可用来测量具有大压电常数的压电陶瓷，小压电常数的压电单晶及压电高分子材料[/size][size=18px],PVDF[/size][size=18px]薄膜压样品。[/size][size=18px]ZJ-4[/size][size=18px]扩展了[/size][size=18px]D31[/size][size=18px]块体，[/size][size=18px]D31[/size][size=18px]薄膜拉伸夹具，[/size][size=18px]D15[/size][size=18px]条状夹具，[/size][size=18px]D15[/size][size=18px]圆管夹具[/size][size=18px],[/size][size=18px]本仪器是从事压电材料及压电元件生产、应用与研究部门的必备仪器。[/size][size=18px]二、参考标准[/size][size=18px]:[/size][size=18px]GB3389.4-82[/size][size=18px]《压电陶瓷材料性能测试方法[/size] [size=18px]纵向压电应变常数[/size][size=18px]d33[/size][size=18px]的静态测试》[/size][size=18px]GB/T3389.5-1995[/size][size=18px]《压电陶瓷材料性能测试方法[/size] [size=18px]圆片厚度伸缩振动模式》[/size][size=18px]GB000?Tj1.1/T3389.4-1982[/size][size=18px]《压电陶瓷材料性能测试方法[/size] [size=18px]柱体纵向长度伸缩振动模式》[/size][size=18px]GB/T 3389.7-1986[/size][size=18px]《压电陶瓷材料性能测试方法[/size] [size=18px]强场介电性能的测试》[/size][size=18px]GB/T3389.8-1986[/size][size=18px]《压电陶瓷材料性能测试方法[/size] [size=18px]热释电系数的测试[/size][size=18px]三、产品主要功能：[/size][size=18px]测量压电材料的[/size][size=18px]d33[/size][size=18px]常数[/size][size=18px]测量具有大压电常数的压电陶瓷[/size][size=18px]测量小压电常数的压电单晶及压电高分子材料[/size][size=18px] [/size][size=18px]测量任意取向压电单晶以及某些压电器件的等效压电[/size][size=18px]d[/size][size=18px]’[/size][size=18px]33[/size][size=18px]常数[/size][size=18px]薄膜[/size][size=18px]PVDF[/size][size=18px]压电系数[/size][size=18px]D33[/size][size=18px]测试[/size][size=18px]D31[/size][size=18px]块体，[/size][size=18px]D31[/size][size=18px]薄膜拉伸夹具，[/size][size=18px]D15[/size][size=18px]条状夹具，[/size][size=18px]D15[/size][size=18px]圆管夹具四套夹具[/size][size=18px]四、主要技术指标[/size][/b][size=18px] [/size][b][size=18px]d33[/size][size=18px]测量范围：[/size][size=18px] [/size][size=18px]×[/size][size=18px]1[/size][size=18px]挡：[/size][size=18px] 20 [/size][size=18px]至[/size][size=18px]6000pC/N[/size][size=18px]×[/size][size=18px]0.1[/size][size=18px]挡：[/size][size=18px] 2 [/size][size=18px]至[/size][size=18px]400pC/N[/size][size=18px]。[/size][size=18px]可以配套[/size][size=18px]PZT-JH10/4/8/12[/size][size=18px]型压电极化装置使用[/size][size=18px]可以配套[/size][size=18px]ZJ-D33-YP15[/size][size=18px]压电压片机使用[/size][size=18px]D33[/size][size=18px]，[/size][size=18px]D15[/size][size=18px]块体夹具，[/size][size=18px]D15[/size][size=18px]圆管夹具，[/size][size=18px]D31[/size][size=18px]薄膜拉伸夹具[/size][size=18px]误差：×[/size][size=18px]1[/size][size=18px]挡：±[/size][size=18px]2%[/size][size=18px]±[/size][size=18px]1[/size][size=18px]个数字，当[/size][size=18px]d33[/size][size=18px]在[/size][size=18px]100[/size][size=18px]到[/size][size=18px]4000pC/N[/size][size=18px]；[/size][size=18px]计量标定标准样尺寸：[/size][size=18px]18mm*0.8mm[/size][size=18px]，老化时间：[/size][size=18px]2-3[/size][size=18px]年（评判压电测试仪准确性能的重要依据之一）[/size][size=18px]提供压电薄膜标准片：[/size][size=18px]20*20MM[/size][size=18px]电压保护：独有的放电保护功能[/size][size=18px] [/size][size=18px]D31[/size][size=18px]块体，[/size][size=18px]D31[/size][size=18px]薄膜拉伸夹具，[/size][size=18px]D15[/size][size=18px]条状夹具，[/size][size=18px]D15[/size][size=18px]圆管夹具[/size][size=18px]±[/size][size=18px]5%[/size][size=18px]±[/size][size=18px]1[/size][size=18px]个数字，当[/size][size=18px]d33[/size][size=18px]在[/size][size=18px]10[/size][size=18px]到[/size][size=18px]200pC/N[/size][size=18px]；[/size][size=18px]×[/size][size=18px]0.1[/size][size=18px]挡：±[/size][size=18px]2%[/size][size=18px]±[/size][size=18px]1[/size][size=18px]个数字，[/size][size=18px]([/size][size=18px]当[/size][size=18px]d33[/size][size=18px]在[/size][size=18px]10[/size][size=18px]到[/size][size=18px]200pC/N)[/size][size=18px]±[/size][size=18px]5%[/size][size=18px]±[/size][size=18px]1[/size][size=18px]个数字，当[/size][size=18px]d33[/size][size=18px]在[/size][size=18px]10[/size][size=18px]到[/size][size=18px]20pC/N[/size][size=18px]。[/size][size=18px]分辨率：[/size][size=18px] [/size][size=18px]×[/size][size=18px]1[/size][size=18px]挡：[/size][size=18px]1 pC/N[/size][size=18px]；×[/size][size=18px]0.1[/size][size=18px]挡：[/size][size=18px]0.1 pC/N[/size][size=18px]。[/size][size=18px]尺寸：施力装置：Φ[/size][size=18px]110[/size][size=18px]×[/size][size=18px]140mm[/size][size=18px]；仪器本体：[/size][size=18px]240[/size][size=18px]×[/size][size=18px]200[/size][size=18px]×[/size][size=18px]80mm[/size][size=18px]。[/size][size=18px]重量：施力装置：约[/size][size=18px]4[/size][size=18px]公斤；[/size][size=18px] [/size][size=18px]仪器本体：[/size][size=18px]2[/size][size=18px]公斤。[/size][size=18px]电源：[/size][size=18px]220[/size][size=18px]伏，[/size][size=18px]50[/size][size=18px]赫，[/size][size=18px]20[/size][size=18px]瓦。[/size][/b]