鐵電材料的電滯回線是表征其鐵電性能的參數,其高壓條件下的測量對于研究材料在高場強下的極化行為、能量損耗及穩定性具。本文基于鐵電分析儀、高壓功率放大器與測試筒構建的高壓測量系統。
鐵電分析儀
系統組成
設備與技術參數
- 鐵電分析儀
采用模塊化設計,支持±10kV高壓輸出(Huace FE-3000)及1MHz高頻測試,集成電滯回線、漏電流、疲勞等測試功能。支持-196℃~600℃溫控與多物理場耦合測試。 - 高壓功率放大器
提供±200V至±20kV可調電壓,電流能力覆蓋10mA~40mA,頻率響應范圍寬,確保高壓信號的低失真放大。 - 測試筒
樣品直徑小于30mm
測試方法與數據采集
1. 實驗流程
- 樣品制備:塊體鐵電材料(如PZT-5H陶瓷)經超聲清洗、導電銀膠固定后置于測試夾具。
- 高壓施加:通過鐵電分析儀外接高壓功率放大器,逐步提升電場強度(如5kV至20kV),采集完整周期波形。
- 數據處理:鐵電分析儀顯示剩余極化強度(Pr)、矯頑場(Ec)及電滯回線。
10kV高壓功率放大器
應用
真實評估性能:準確測量塊體材料的矯頑場、飽和極化、剩余極化等參數,為器件設計(如需要高壓驅動的多層陶瓷電容器MLCC、大位移驅動器)提供可靠依據。
優化材料工藝:指導材料成分設計、燒結工藝優化,提升塊體鐵電材料的高壓耐受性和電學性能。
鐵電分析儀+高壓功率放大器+測試筒
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