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三位一体:东南大学采购ZJ-4型宽量程精密D33测试仪(D33+极化+阻抗)

三位一体:东南大学采购ZJ-4型宽量程精密D33测试仪(D33+极化+阻抗)

   

    

      

该仪器具备全量程高精度测量优势,d33 测量范围 2–6000pC/N,精度达 ±2%,可精准表征压电陶瓷、单晶、PVDF 薄膜等多类材料的压电系数。集成极化与阻抗检测模块,可一站式完成材料极化工艺调试、阻抗特性分析与 d33 系数表征,解决传统设备功能分散、测试流程繁琐的痛点。配备 D31 块体、D15 条状、薄膜拉伸等八套夹具,适配圆片、圆环、薄膜等异形样品,满足不同形态压电材料的测试需求。

在科研应用中,该仪器为交大压电传感器、能量采集器、超声换能器等方向提供可靠数据支撑。例如,在柔性 PVDF 薄膜研究中,可精准测试不同极化条件下的 d33 系数与阻抗变化,优化薄膜制备工艺;在压电陶瓷驱动器研发中,用于材料配方筛选与性能一致性检测,提升器件稳定性。
此次采购的 ZJ-4 精密d33测试仪,以高精度、多功能、强兼容性特点,完善了交大压电材料测试体系,推动产学研融合,为我国先进压电技术自主创新提供重要保障。

三、产品主要功能:

测量压电材料的d33常数

测量具有大压电常数的压电陶瓷

测量小压电常数的压电单晶及压电高分子材料 

测量任意取向压电单晶以及某些压电器件的等效压电d’33常数

薄膜PVDF压电系数D33测试

D31块体,D31薄膜拉伸夹具,D15条状夹具,D15圆管夹具四套夹具

四、主要技术指标 

d33测量范围:

 ×1挡:  20 至6000pC/N

×0.1挡: 2 至400pC/N。

可以配套PZT-JH10/4/8/12型压电极化装置使用

可以配套ZJ-D33-YP15压电压片机使用
误差:×1挡:±2%±1个数字,当d33在100到4000pC/N;

计量标定标准样尺寸:18mm*0.8mm,老化时间:2-3年(评判压电测试仪准确性能的重要依据之一)

提供压电薄膜标准片:20*20MM

电压保护:独有的放电保护功能  

D31块体,D31薄膜拉伸夹具,D15条状夹具,D15圆管夹具
±5%±1个数字,当d33在10到200pC/N;
×0.1挡:±2%±1个数字,(当d33在10到200pC/N)
±5%±1个数字,当d33在10到20pC/N。
分辨率:   ×1挡:1 pC/N;×0.1挡:0.1 pC/N。
尺寸:施力装置:Φ110×140mm;仪器本体:240×200×80mm。

国际校准频率:110HZ

信号力:0.2 5N
重量:施力装置:约4公斤;   
仪器本体:2公斤。
电源:220伏,50赫,20瓦。


应用场景

一、新型分子铁电材料的快速筛选与性能表征

针对东南大学分子铁电科学与应用重点实验室在有机 - 无机钙钛矿铁电体、多轴铁电体等新型材料体系的高通量筛选需求,ZJ-4 型测试仪可实现样品极化处理与 d₃₃系数测量的无缝衔接。研究人员可直接在同一设备上完成不同组分、不同生长条件下晶体样品的极化工艺探索与压电性能快速表征,避免样品转移导致的退极化效应与测试偏差,显著提升新材料体系的筛选效率,支撑 TMCM-MnCl₃、TMCM-CdCl₃等多轴铁电体及新型分子压电材料的性能优化研究。

二、生物可降解压电材料的极化工艺与生物相容性关联研究

面向张含悦团队在可生物降解铁电分子晶体(如 HFPD,d₃₃达 138 pC/N)方向的前沿研究,该设备可系统研究极化电压、极化时间、极化温度等工艺参数对生物可降解压电材料压电性能的影响规律,建立极化工艺 - 微观畴结构 - 宏观压电响应的关联模型。同时,结合阻抗分析功能,可表征材料在模拟体液环境下的压电性能衰减特性,为可植入式生物电子器件、可降解压电传感器的设计与性能评估提供关键数据支撑。

三、柔性压电薄膜与能量收集器件的一体化测试

针对柔性 PVDF 薄膜、有机压电薄膜等柔性压电器件的研发需求,ZJ-4 型测试仪配备专用薄膜测试夹具,可实现薄膜态样品的 d₃₃系数精准测量。通过极化功能模块可对不同厚度、不同取向的薄膜样品进行原位极化处理,并同步测试极化前后的压电系数与阻抗特性变化,为柔性压力传感器、能量收集器件、可穿戴电子设备的材料选型与工艺优化提供实验依据。

四、压电器件的阻抗匹配与性能验证

在超声换能器、压电传感器、压电驱动器等器件研发过程中,设备的阻抗分析功能可精确测量器件的谐振频率、反谐振频率、机电耦合系数等关键参数,结合 d₃₃测试结果全面评估器件的压电性能。研究人员可据此优化器件结构设计与电极工艺,实现压电器件与驱动电路的阻抗匹配,提升器件能量转换效率,支撑东南大学在生物医学超声、精密驱动、传感检测等领域的器件研发工作。

五、实验教学与研究生培养

该设备可服务于物理学、材料科学与工程、生物医学工程等学科的本科实验教学与研究生培养。通过压电材料制备 - 极化处理 - 性能测试的完整实验链条,学生可系统掌握压电效应的基本原理、压电材料的表征方法与测试技术,加深对铁电畴翻转、压电响应机制的理解,为培养具备材料设计 - 器件制备 - 性能表征全链条能力的复合型创新人才提供实验平台支撑。


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