昆明理工大学がZJ-3型精密D 33テスターの3点セット（D 33テスター＋分極＋インピーダンス）を購入

圧電セラミックスは、電子セラミックスの重要な分岐点として、機械エネルギーと電気エネルギーの相互変換を実現できる機能性セラミックス材料である。その独特な正逆圧電効果は、圧電センサ、ドライバ、超音波変換器、圧電ブザー、フィルタなどの多くの分野で重要な役割を果たしている。現在、圧電セラミックスは主にジルコニウムチタン酸鉛（PZT）、ニオブマグネシウム酸鉛などの固溶体を原料とし、これらの材料は顕著な脆性を有するが、ドライプレス法、等静圧法、圧延膜法、流延法などの成形技術により、簡単にシート状圧電セラミックスを製造することができる。現在市場で主流で信頼性の高い機器：ZJ-3型精密D 33テスター（中国科学院&精科智創、機能D 31ブロック体クランプ、D 15ブロック体クランプ、D 15円管クランプ、D 31ブロック体クランプ、フィルム延伸クランプ（新規機能）、共面電極機能（新規））PZT-JH 10/4型圧電分極装置（10 KV、4チャンネル）、PZT-JH 30/1型圧電複合分極装置（薄膜+ブロック+空気+シリコーンオイル）、FE-5000型強誘電体テスタ（薄膜+ブロック+温度変化+プローブテーブル）、JKZC-03 A型圧電インピーダンスアナライザ、これらのプラントからなる。

しかし、デバイスの性能と実用化が進むにつれて、圧電セラミックスの構造設計はますます複雑で精密になり、従来の成形方法ではこれらの新しいニーズを満たすことが困難になってきた。そのため、どのように複雑な構造を持つ圧電セラミックスを効果的に製造するかは、現在の科学研究者の共通の関心の焦点となっている。

1.圧電セラミックスの原理と製造プロセス

圧電セラミックスの圧電効果はセラミックス結晶の電荷分布の違いと電極の導電性に由来する。自然状態では、セラミック結晶は電気的に中性を呈する。しかし、圧電セラミックスが機械的応力や圧力作用を受けると、その結晶構造に微小な歪みが発生し、正負電荷分布の不均一を招き、さらに電界が発生する。この電界はその後、電極によって効果的に収集され、外部回路に使用される。したがって、セラミック結晶と電極は圧電セラミックのコアコンポーネントと見なすことができる。その製造過程はセラミックス胚体の製造、焼結、電極塗布及び分極処理の4つの重要なステップをカバーする。

2.圧電効果の原理

圧電効果は圧電セラミックスの核心原理である。圧電セラミックスが機械的応力や圧力などの外力作用を受けると、その結晶構造は微小に変形し、正負電荷が結晶中に再分布し、電場が発生する。この電界は電極によって効果的に捕捉され、外部回路に出力され、エネルギーの変換と利用を実現することができる。

★重要な試験装置を採用：

現在、我が国では材料テストがますます重視されており、多くの機関や科学研究院が製品の選別に大きな問題を抱えているが、真のテスト材料は正確で信頼性のあるテスト製品を選択する必要があり、これは自分のテスト成果と研究に大きな役割を果たし、私たちの生産に大きな指導的役割をもたらすだろう。

ZJ-3型圧電テスタ（静圧電係数d 33測定器）、PVDF圧電薄膜テスタ
キーワード：圧電、セラミック材料、高分子、d33/d15

一、製品紹介：

ZJ−3型圧電テスタ（静圧電係数d 33テスタ）は、圧電材料のd 33定数を測定するために設計された専用の機器であり、大きな圧電定数を有する圧電セラミックス、小さな圧電定数を有する圧電単結晶及び圧電高分子材料を測定するために使用することができる。また、任意の配向圧電単結晶及びいくつかの圧電素子の等価圧電d’33定数を測定することもでき、計器の測定範囲は広く、分解能は細く、信頼性は高く、操作は簡単で、試料の大きさと形状に対して特別な要求はなく、ウエハ、円環、円管、四角、長尺、柱形及び半球殻などはすべて測定でき、測定結果と極性は3桁半デジタルパネル表に直接表示される。ZJ-3型は被測定素子の放電保護、放電提示及び被測定波形出力などの機能を追加し、それにより計器は未放電（特に大きいサイズ）の圧電素子を測定する際に高電圧放電提示及び保護機能を備え、本計器は圧電材料及び圧電素子の生産、応用と研究部門に従事する計器である。

二、主な応用分野：無損失検査超音波検査、医療超音波検査、航空宇宙、石油天然器、自動車IoT、工業、消費者プログラムなど。

GB 3389.4-82「圧電セラミックス材料性能試験方法縦圧電歪定数d 33の静的試験」

GB/T 3389.5-1995「圧電セラミックス材料性能試験方法ウエハ厚さ伸縮振動モード」

GB000?Tj 1.1/T 3389.4-1982「圧電セラミックス材料性能試験方法柱体縦方向長さ伸縮振動モード」

GB/T 3389.7-1986「圧電セラミックス材料性能試験方法強場誘電性能の試験」

GB/T 3389.8-1986「圧電セラミックス材料の性能試験方法の熱放電係数の試験」

四、製品の主な機能：

＊ブロック圧電材料のd 33定数を測定する

＊大きな圧電定数を有する圧電セラミックスの測定

＊小圧電定数を測定する圧電単結晶及び圧電高分子材料

＊任意配向圧電単結晶及びある圧電素子の等価圧電d’33定数を測定する

＊薄膜材料であるPVDFなどの薄膜材料d 33定数の測定

五、主要技術指標

d 33測定範囲：

★×1速：10から2000 pC/N、20から4000 pC/N、10000 PC/Nにアップグレードできる。
★×0.1段：1から200 pC/N、2から400 pC/N。

★PZT-JH 10/4/8/12型圧電分極装置を組み合わせて使用できる

★ZJ-D 33-YP 15圧電タブマシンを組み合わせて使用できる
誤差：×1段：±2%±1個の数字、d 33が100から4000 pC/Nである場合、

D 31ブロック体クランプ、D 15ブロック体クランプ、D 15円管クランプ、D 31ブロック体クランプ、フィルム延伸クランプ（新規機能）、共面電極機能（新規）

★計量標準サンプル寸法：18 mm*0.8 mm、老化時間：2-3年（圧電テスターの正確な性能を評価する重要な根拠の1つ）
d 33が10から200 pC/Nである場合、±5%±1個の数字。
×0.1段：±2%±1個の数字、（d 33が10から200 pC/Nの場合）
d 33が10 ~ 20 pC/Nの場合、±5%±1の数字。
解像度: ×1速：1 pC/N、×0.1段：0.1 pC/N。
サイズ：付勢装置：Φ110×140 mm、機器本体：240×200×80 mm。
重量：付勢装置：約4 kg、
器具本体：2キロ。
電源：220ボルト、50ヘルツ、20ワット。

★補足パラメータ：

3.胚体制準備

胚体の製造は圧電セラミックス生産の重要な一環である。原料の選択において、現在は主にジルコニウムチタン酸鉛（PZT）系を採用し、同時にチタン酸バリウム基（BTO）、チタン酸ビスマスナトリウム基（NBT）、ニオブ酸カリウムナトリウム基（KNN）などの無鉛系が選択できる。これらのシステム内の原料配合比は、最終製品の性能が要求を満たすことを確保するために、実際の需要に応じて柔軟に調整することができる。原料配合を完成した後、それを均一で繊細なスラリーにし、適切な成形技術を通じて、スラリーを所望の形状のセラミック胚体に形成する必要がある。

4、焼結

初期段階（顆粒結合段階、1050℃以前）

中期段階（粒成長段階、1050〜1200℃）

最終段階（結晶粒補正段階、1200℃最適焼結温度）

5、上部電極の作製

圧電セラミックスの製造過程において、上部電極の製造は1つのステップである。これはセラミックス表面に導電性材料の層を被覆することに関し、通常はCu、Ag、Ni、Auなどの金属を選択し、焼成、化学堆積または真空めっきなどの技術によって実現する。この一環は圧電セラミック素子の優れた導電性と性能を確保するために重要である。

6、分極処理

圧電セラミックスの製造プロセスにおいて、分極は重要なステップである。セラミックス内部の結晶粒は自発分極特性、すなわち強誘電性を有するが、その自発分極電気ドメインの配向はランダムであり、マクロ的に分極強度が現れない。そのため、圧電セラミック素子の作製が完了した後、分極処理を経なければ圧電効果を発現できない。このプロセスは、電気ドメインが特定の方向に配向して配置されるようにする高圧直流電界を印加することによって達成される。この配向配列の状態は、電界除去後もほとんど保持され、セラミックスに圧電効果を与えることができることに注目すべきである。

★重要な分極装置を採用：

PZT-JH 10/4高温圧電セラミック分極装置（10 KV以下の圧電セラミック同時分極1-4枚）

キーワード：圧電分極、圧電セラミック材料、1-4枚

PZT-JH 10/4高圧圧電分極装置は主に10 KV以下の圧電セラミックス又はその他の圧電材料の分極処理に用いられ、大学及び圧電材料の研究又は生産に従事する科学研究及び生産単位に広く応用されている。

主な特徴：

1.1〜4枚の同時分極が可能な試料

2.3セットの試験治具を提供する（粉末、単一サンプル、及び薄い圧電セラミックシートを試験することができる）

3.各回路は漏れ電流が規定値を超える場合、切断保護機能を有し、他の試料の分極に影響を与えず、他の回路は正常分極時間に従って分極を完成することができる。

4.任意の把持サンプルサイズが3-40 mmのチップ角型または円形試料

7、動作電源：AC 220 V 50/60 HZ

8、定格電力：2.0 kw

9、圧電材料の分極又は耐圧試験：DC：0-10 KV（±5%+2文字）連続調整可能

10、総電流：10 mA

11、毎路遮断電流：0.5 mA

12、加熱時間：自動設定可能

13、加熱素子：良質な抵抗線

14、1回の試験片数：1-4枚の試料を積載可能

15、定格温度：≤180℃

16、最高温度：200℃

17、温度制御方式：知能化恒温制御（輸入表）、多段プログラム制御可能

18、サンプル：サンプルサイズが3-40 mmのチップ角型または円型のサンプル

19、外形寸法：875*470*400（mm）

20、★分極プローブ：良質銅電極（0.2 mm）

21、★標準分極サンプル：8枚（10 mm*1.5 mm）

22、★セット設備装置：10 MM、20 MM、30 MM、40 MM打錠治具を配置できる

1、分極前後の電気ドメイン配向の変化

圧電セラミックスの分極過程において、電気ドメインの配向は顕著に変化した。分極されていないセラミックは、自発分極電気ドメインの配向がランダムであり、マクロ的に分極強度が現れない。しかし、高圧直流電界の処理を経て、電気ドメインは特定の方向に整列した。電界除去後も、この配向配列の状態はほとんど保持され、セラミックスに圧電効果を与えることができる。この変化は圧電セラミックスの性能と機能にとって極めて重要である。