压电陶瓷压电常数检测

检测项目

压电常数检测：

• d33系数：静态压电常数（单位pC/N，参照IEC60483）
• d31系数：横向压电常数（范围-100至-300pC/N）
• g33系数：电压输出常数（灵敏度≥10mV·m/N）

• 相对介电常数：ε33值（εr≥1000，频率1kHz）
• 介电损耗：tanδ值（≤0.02，参照ASTMD150）
• 绝缘电阻：DC电阻（≥10^12Ω）

• 平面机电耦合系数：kp值（≥0.50）
• 厚度机电耦合系数：kt值（≥0.45）
• 机械品质因数：Qm值（≥500）

• 谐振频率：fr值（1kHz至10MHz范围）
• 反谐振频率：fa值（与fr偏差≤5%）
• 带宽特性：-3dB带宽（BW≥0.1fr）

• 抗压强度：σc值（≥100MPa）
• 弯曲强度：σf值（≥80MPa）
• 弹性模量：E值（60-100GPa范围）

• 居里温度：Tc值（≥250°C）
• 热膨胀系数：α值（5-10ppm/°C）
• 温度稳定性：d33温度系数（|TCd33|≤2%/°C）

• 时间老化率：d33衰减（≤1%/年）
• 循环疲劳：10^6次循环后性能变化（≤3%）
• 湿度影响：85°C/85%RH下稳定性（d33漂移≤5%）

• 剩余极化强度：Pr值（≥25μC/cm²）
• 矫顽电场：Ec值（1-2kV/mm）
• 饱和极化：Ps值（≥30μC/cm²）

• 等效电路参数：RLC值（Rs≤100Ω，Ls≤1mH）
• 导纳谱特性：Y(f)曲线分析
• 相位角：θ值（-90°至90°范围）

• 表面粗糙度：Ra值（≤0.1μm）
• 晶粒尺寸：d值（1-10μm范围）
• 孔隙率：≤2%（体积分数）

检测范围

1.铅锆钛酸酯（PZT）陶瓷：涵盖软性/硬性PZT（如PZT-5A/PZT-8），重点检测d33系数（200-650pC/N）及温度稳定性

2.铌酸钾钠（KNN）无铅陶瓷：无铅环保材料，侧重d31系数（-80至-150pC/N）及老化特性

3.钛酸钡（BaTiO₃）基陶瓷：高介电常数类型，重点检测介电损耗（tanδ≤0.03）及居里温度（Tc≥120°C）

4.铋层状结构陶瓷：高温应用材料，检测机电耦合系数kt值（≥0.35）及绝缘电阻（≥10^11Ω）

5.氧化锌（ZnO）压电薄膜：微电子器件用，侧重g33系数（≥50mV·m/N）及表面粗糙度（Ra≤0.05μm）

6.PMN-PT单晶材料：高性能换能器用，重点检测d33系数（≥2000pC/N）及频率响应带宽（BW≥0.2fr）

7.PZT-PMN复合陶瓷：宽温域应用，检测热膨胀系数（α≤8ppm/°C）及循环疲劳性能

8.聚合物基压电复合材料：柔性传感器用，侧重机械品质因数（Qm≥300）及湿度稳定性

9.压电陶瓷厚膜：印刷电路集成，重点检测抗压强度（σc≥50MPa）及电滞回线特性

10.梯度功能压电陶瓷：多功能器件，检测阻抗特性（RLC参数）及晶粒尺寸均匀性（d值偏差≤10%）

检测方法

国际标准：

• IEC60483:1976压电陶瓷压电常数测试方法（静态法d33测量精度±1%）
• IEEEStd176-1987压电材料谐振频率与机电耦合系数测定（强调频率扫描范围为1kHz-10MHz）
• ASTMD150-18固体电绝缘材料介电性能测试（介电常数测量使用平行板电容法）

• GB/T11310-2022压电陶瓷材料性能测试方法（d33测量采用Berlincourt法，与国际IEC标准力加载速率差异：GB规定0.5N/svsIEC1N/s）
• GB/T3389.1-2021压电陶瓷材料机电耦合系数测试（谐振法频率精度±0.1%，与IEEE标准温度范围差异：GB要求-40°C至150°CvsIEEE-20°C至100°C）
• GB/T5594.3-2017电子陶瓷材料性能试验方法（热稳定性测试采用热循环法，循环次数规定100次vs国际标准50次）

检测设备

1.压电常数测试仪：ZJ-6A型（d33测量范围0-2000pC/N，精度±0.5%）

2.阻抗分析仪：Agilent4294A型（频率范围40Hz-110MHz，阻抗精度±0.1%）

3.激光干涉仪：PolytecPSV-500型（位移分辨率0.1nm，动态范围1Hz-25MHz）

4.介电性能测试系统：NovocontrolAlpha-A型（介电常数测试频率1mHz-20MHz，温度范围-150°C至300°C）

5.万能材料试验机：Instron5969型（载荷范围0.001-50kN，应变速率控制0.001-1000mm/min）

6.谐振频率分析仪：NF5080型（频率精度±0.01%，k值计算误差≤0.5%）

7.热分析系统：NETZSCHDSC214型（温度范围-170°C至700°C，Tc测定精度±0.5°C）

8.表面粗糙度测量仪：MitutoyoSJ-410型（Ra测量范围0.01-40μm，分辨率0.001μm）

9.扫描电子显微镜：JEOLJSM-7800F型（放大倍数20-1,000,000x，晶粒尺寸分析精度±0.01μm）

10.电滞回线测试仪：RadiantPrecisionPremierII型（电场范围±10kV/mm，极化测量精度±0.1μC/cm²）

11.环境试验箱：EspecSH-661型（温湿度范围-70°C至180°C/10%RH至98%RH，稳定性±0.5°C）

12.高精度LCR表：KeysightE4980AL型（阻抗测量频率20Hz-2MHz，电容分辨率0.001pF）

13.疲劳测试系统：MTSLandmark370型（循环次数10^7次，载荷误差±0.2%）

14.真空镀膜机：KurtJ.LeskerLAB18型（电极沉积厚度控制10-100nm，均匀性±2%）

15.显微硬度计：WilsonTukon2500型（载荷范围10gf-50kgf，维氏硬度分辨率0.1HV）

北检(北京)检测技术研究院【简称：北检院】

报告：可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期：7~15工作日，可加急。

资质：旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试：严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试：支持定制化试验方案。

售后：报告终身可查，工程师1v1服务。

以上是与"压电陶瓷压电常数检测"相关的简单介绍，具体试验/检测周期、检测方法和仪器选择会根据具体的检测要求和标准而有所不同。北检研究院将根据客户需求合理的制定试验方案。