鐵電性是電介質晶體中一種獨特的物理性質，表現為晶胞內正負電荷中心因原子構型發生相對位移而產生固有電偶極矩，從而在無外電場作用下形成自發極化。這種極化狀態具有方向可逆性，其電偶極矩方向可通過外加電場調控，呈現出與鐵磁體類似的場致相變特性。自發極化的本質源于晶胞中原子排列的極性特征：當晶格周期性重復時，單個晶胞的固有電矩沿特定晶向有序排列，形成宏觀極化狀態。由于該極化過程無需外部電場激發，故稱為自發極化。

鐵電現象的發現可追溯至1920年，法國物理學家Valasek在羅息鹽（酒石酸鉀鈉）晶體中初次觀測到此類異常極化行為。此后，大量無機與有機鐵電材料被相繼發現，形成了涵蓋鈣鈦礦型、鎢青銅型及分子鐵電體等多元體系的研究領域。鐵電材料的核心特性在于其本征的電極化翻轉能力，同時兼具壓電效應、熱釋電效應及電光效應等多功能特性，使其在非易失性存儲器、傳感器、光電子器件及微機電系統等領域展現出重要應用價值。華測儀器具有多款儀器可用于表征證明材料的鐵電特性。

鐵電分析儀

鐵電分析儀

華測儀器（北京華測試驗儀器有限公司）的鐵電分析儀（Huace FE系列）是專注于鐵電、壓電及熱釋電材料電學性能測試的設備，以下從參數、功能特點、應用領域及市場地位四方面進行詳細介紹：

參數

1.測試頻率

• 支持270kHz~1MHz，采樣速度40M，滿足高頻測試需求。

2.電壓范圍

• 內置±10V，可擴展至±4kV、±10kV、±20kV，覆蓋從薄膜到體材料的測試需求。

3.溫度控制

• 支持-196℃至400℃的寬溫區測試，適配低溫物理與高溫材料研究。

4.模塊化設計

• 支持電滯回線、脈沖、漏電流、IV/CV、擊穿測試，以及壓電、熱釋電、TSDC（熱刺激去極化電流）和電卡效應等擴展功能。

電滯回線測試曲線

功能特點

1.多物理場耦合測試

• 可集成激光干涉儀、變溫平臺等，實現電致應變、低溫測試等綜合分析，適用于復雜環境下的材料性能研究。

2.智能化軟件系統

• 配備HuacePro測試軟件，支持自動化測試、數據采集與處理，內置鐵電、壓電、熱釋電等材料的標準測試流程。

3.高性能硬件配置

• 內置工控計算機（i5 CPU，8GB RAM，250GB固態硬盤），預裝Windows 10/Win11系統，確保數據處理與存儲。

4.擴展性

• 配備高壓保護模塊、冷熱臺、探針臺等配件，支持薄膜、厚膜、體材料等不同形態樣品的測試。

鐵電測試系統

應用領域

1.材料研發

• 鐵電材料：測試P-E電滯回線、剩余極化（Pr）、矯頑場（Ec）、疲勞特性及漏電流機制。
• 壓電材料：評估壓電常數（d33）、蝴蝶曲線、機電耦合系數及居里溫度。
• 熱釋電材料：測量熱釋電系數、剩余極化強度隨溫度變化曲線。

2.器件設計與優化

• 支持鐵電存儲器、傳感器、執行器的性能優化，尤其在高頻電子器件（如RF濾波器）與低溫環境應用中表現突出。

3.行業覆蓋

• 廣泛應用于化工、能源、電子、電氣等領域，滿足從基礎研究到工業應用的多層次需求，例如：
• 鐵電陶瓷在電容器、存儲器中的應用。
• 壓電單晶在超聲換能器、傳感器中的性能驗證。
• 高分子材料在柔性電子器件中的電學特性分析。

市場地位與競爭優勢

1.國際競爭力

• 在高壓輸出（±20kV）、溫控范圍（-196℃至400℃）及模塊化設計上達到國際水平，與德國aixACCT、美國等品牌形成競爭。

2.國產化優勢

• 環境適應性：集成真空/溫控系統，適配國內科研與工業環境的特殊需求。
• 智能化軟件：本土化開發，操作界面友好，支持中文數據報告生成。
• 性價比：在保持高性能的同時，提供更具競爭力的價格，適合國內科研機構與企業預算。

華測儀器鐵電分析儀憑借其精度、寬范圍測試能力多物理場耦合設計本土化優勢，已成為材料科學與電子器件領域不可或缺的測試工具。其產品不僅滿足基礎研究需求，更在工業應用中展現出潛力，助力我國在鐵電材料與器件領域的發展。