压电系数激光干涉分析检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-08-28  

本文系统介绍压电系数激光干涉分析检测技术,涵盖核心检测项目、适用材料/产品范围、参考标准及关键仪器。重点解析压电应变常数、电压常数、机电耦合系数等参数的高精度测量方法,适用于压电陶瓷、聚合物及复合材料等多类材料的性能评估,为压电器件设计与可靠性验证提供技术依据。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

压电应变常数d33测量:通过激光干涉法监测样品在电场作用下的纵向应变变化,计算单位电场对应的应变值。测量范围10~1000 pC/N,精度±2%,分辨率0.1 pC/N。

压电应变常数d31测量:采用激光多普勒测振技术,检测样品在横向电场下的纵向应变响应,获取垂直于电场方向的压电应变系数。测量范围-500~500 pC/N,精度±3%,分辨率0.5 pC/N。

压电电压常数g33测量:基于激光干涉法测量样品在机械应力下的电场输出,计算单位应力对应的电压值。测量范围1~100 mV/(N·m),精度±1.5%,分辨率0.1 mV/(N·m)。

压电电压常数g31测量:通过横向应力激励与电场输出的同步监测,获取垂直方向的压电电压系数。测量范围-5~50 mV/(N·m),精度±2%,分辨率0.5 mV/(N·m)。

机电耦合系数k33测量:利用激光测振与电信号同步采集,计算机械能与电能转换效率的平方根。测量范围0.3~0.9,精度±0.01,分辨率0.001。

机电耦合系数kt测量:通过厚度振动模式的共振频率与反共振频率分析,评估横向机电耦合性能。测量范围0.2~0.8,精度±0.02,分辨率0.005。

机械品质因数Qm测量:采用激光多普勒测振仪监测样品自由振动衰减过程,计算机械能损耗与储存能的比值。测量范围50~5000,精度±5%,分辨率10。

介电常数εr测量:结合激光干涉法与阻抗分析,通过电容变化计算电场下的相对介电常数。测量范围100~10000,精度±1%,分辨率5。

居里温度Tc测量:利用激光测振监测压电系数随温度的变化,确定铁电相向顺电相转变的临界温度。测量范围-200℃~800℃,精度±1℃,分辨率0.5℃。

电滞回线剩余极化Pr测量:通过铁电分析仪施加三角波电场,激光同步采集极化强度变化,提取电滞回线的剩余极化值。测量范围1~100 μC/cm²,精度±0.5 μC/cm²,分辨率0.1 μC/cm²。

电滞回线矫顽场Ec测量:基于电滞回线测量,确定使极化强度降为零所需的反向电场强度。测量范围1~200 kV/cm,精度±0.5 kV/cm,分辨率1 kV/cm。

检测范围

压电陶瓷材料:以锆钛酸铅(PZT)为代表的钙钛矿结构陶瓷,广泛应用于传感器、执行器等领域。

压电聚合物材料:聚偏氟乙烯(PVDF)及其共聚物(P(VDF-TrFE)),具有柔性、低声阻抗特性,适用于柔性电子器件。

0-3型压电复合材料:压电陶瓷颗粒与聚合物基体复合,兼顾陶瓷高d33与聚合物易加工的优势。

1-3型压电复合材料:压电陶瓷柱与聚合物基体垂直排列复合,提升横向压电性能。

压电薄膜材料:氧化锌(ZnO)、氮化铝(AlN)薄膜,厚度通常在几微米至几百纳米,用于高频超声换能器。

压电压力传感器:基于压电效应的压力测量器件,需检测其静态与动态压电响应特性。

压电加速度计:利用压电元件将加速度转换为电信号,关键参数包括灵敏度与频率响应范围。

压电超声换能器:用于医学成像、无损检测等领域,需评估其发射与接收压电效率。

压电能量收集器:将机械振动能转换为电能的器件,重点检测其开路电压与功率输出能力。

压电生物医学器件:如骨修复用压电陶瓷、超声治疗换能器,需验证其生物相容性与长期稳定性。

检测标准

ASTM E3048-16《压电材料激光多普勒测振法测量压电系数的标准试验方法》:规定了激光干涉法测量压电应变常数的测试条件与数据处理方法。

ISO 10350-1:2011《塑料 压电特性的测定 第1部分:总则》:定义了塑料基压电材料的基本测试原则与参数。

GB/T 3048.17-2007《电线电缆电性能试验方法 第17部分:压电系数测量》:规定了电线电缆用压电材料的压电系数测试方法。

GB/T 15298-1994《压电陶瓷材料性能测试方法 总则》:规定了压电陶瓷材料性能测试的一般要求和基本方法。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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