壓電陶瓷是一種能夠?qū)C(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)換的信息功能陶瓷材料，具有壓電效應(yīng)。它主要由鈦酸鋇系、鈦酸鉛-鋯酸鉛二元系、三元系、四元或多原系等組成，常用的化合物包括氧化鈉(鉀)·氧化鈮(Na0.5·K0.5·NbO3)和氧化鋇(鍶)·氧化鈮(Bax·SR1-x·Nb2O5)等。

壓電陶瓷的工作原理基于壓電效應(yīng)，即在力的作用下產(chǎn)生形變，引起介質(zhì)表面帶電，這是正壓電效應(yīng)。反之，施加激勵(lì)電場(chǎng)，介質(zhì)將產(chǎn)生機(jī)械變形，稱逆壓電效應(yīng)。

壓電陶瓷的應(yīng)用非常廣泛，包括醫(yī)學(xué)成像、聲傳感器、聲換能器、超聲馬達(dá)等。它們可以在機(jī)械應(yīng)力作用下引起內(nèi)部正負(fù)電荷中心相對(duì)位移而發(fā)生極化，導(dǎo)致材料兩端表面出現(xiàn)符號(hào)相反的束縛電荷。此外，壓電陶瓷還具有介電性、彈性等特性，使其在眾多領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。

壓電陶瓷片是一種電子發(fā)音元件，用于制造蜂鳴片等，能夠在兩片銅制圓形電極中間放入壓電陶瓷介質(zhì)材料，并通過接通交流音頻信號(hào)使壓電片根據(jù)信號(hào)的大小頻率發(fā)生振動(dòng)而產(chǎn)生相應(yīng)的聲音。

在生物醫(yī)學(xué)工程中，壓電陶瓷可以用來探測(cè)人體信息和進(jìn)行壓電超聲治療。例如，用于物理治療的醫(yī)用陶瓷片，通過將電磁場(chǎng)傳遞至病灶，對(duì)生物電活動(dòng)及細(xì)胞內(nèi)極性分子起調(diào)控作用。

軍事上，壓電陶瓷被用于聲納系統(tǒng)、氣象探測(cè)、遙測(cè)環(huán)境保護(hù)等方面。在醫(yī)學(xué)上，用于超聲診斷和治療。在工業(yè)上，用于地質(zhì)探測(cè)儀和電視機(jī)的變壓器等。在汽車上，用作壓電陶瓷致動(dòng)器和傳感器等。下面就將對(duì)壓電陶瓷的檢測(cè)進(jìn)行詳細(xì)介紹。

壓電陶瓷檢測(cè)項(xiàng)目

關(guān)于壓電陶瓷，可對(duì)其提供元素分析檢測(cè)、介電性、彈性性質(zhì)、壓電性檢測(cè)、響應(yīng)程度、極化強(qiáng)度檢測(cè)、壓電性、電荷密度、電應(yīng)變常數(shù)、敏感性檢測(cè)、體積、吸潮、耐老化性能、穩(wěn)定性檢測(cè)、壓電常數(shù)、介電常數(shù)、機(jī)械質(zhì)量因數(shù)、共振頻率、耐壓強(qiáng)度、介質(zhì)損耗、導(dǎo)電率、熱穩(wěn)定性、力學(xué)強(qiáng)度、應(yīng)力松弛率、熱排列誤差、熱膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率、化學(xué)穩(wěn)定性、表面粗糙度、電場(chǎng)強(qiáng)度、介電強(qiáng)度、吸水率、溫度穩(wěn)定性、濕熱穩(wěn)定性等檢測(cè)項(xiàng)目。

同時(shí)可對(duì)壓電陶瓷晶體管、壓電陶瓷馬達(dá)、壓電陶瓷麥克風(fēng)、壓電陶瓷濾波器、壓電陶瓷天線、壓電陶瓷傳感器、壓電陶瓷換能器、壓電陶瓷剪切繞組、壓電陶瓷陶瓷超聲波傳感器、壓電陶瓷表面聲波器件、壓電陶瓷激勵(lì)器、壓電陶瓷振子、壓電陶瓷儲(chǔ)能器、壓電陶瓷石英晶體穩(wěn)頻器、壓電陶瓷電容器、壓電陶瓷發(fā)電機(jī)、壓電陶瓷霧化器、壓電陶瓷聲波傳感器、壓電陶瓷超聲流量計(jì)、壓電陶瓷壓力傳感器等進(jìn)行檢測(cè)。

壓電陶瓷檢測(cè)方法

1、共振頻率測(cè)試

共振頻率是壓電陶瓷的一個(gè)重要參數(shù)，常用于計(jì)算壓電陶瓷的機(jī)械電耦合系數(shù)。共振頻率測(cè)試可以通過在一定電場(chǎng)下，施加外力并對(duì)其振動(dòng)頻率進(jìn)行測(cè)量來實(shí)現(xiàn)。具體操作步驟如下：

a.將待測(cè)試的壓電陶瓷片安裝在自由端處，如圖所示。

b.接入電路，并施加一定的電場(chǎng)。

c.給壓電陶瓷片施加外力，并實(shí)時(shí)記錄振動(dòng)頻率。

d.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出壓電陶瓷的共振頻率。

2、介電常數(shù)測(cè)試

介電常數(shù)是描述壓電陶瓷電極間阻抗性質(zhì)的一個(gè)參數(shù)，對(duì)于壓電傳感器和電子器件的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。介電常數(shù)測(cè)試可以通過建立電容電路，對(duì)壓電陶瓷片表面電極間的電容進(jìn)行測(cè)量來實(shí)現(xiàn)。具體操作步驟如下：

a.將待測(cè)試的壓電陶瓷片表面切割成兩個(gè)相等的電極，并將電極與電容極板相連。

b.接通電源，并給電容電路充電至一定電位。

c.測(cè)量電容電路不同時(shí)間點(diǎn)的電壓，

d.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出壓電陶瓷的介電常數(shù)，即介電常數(shù)為電容C與空氣中電容C0之比。

壓電陶瓷檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)(部分)

1、SJ 2963-1988 電子設(shè)備用壓電陶瓷陷波器 詳細(xì)規(guī)范 XT6.5MB型壓電陶瓷陷波器

2、IEC 60642-2:1994 壓電陶瓷諧振器 第2部分:壓電陶瓷諧振器使用指南

3、SJ/T 10709-1996 壓電陶瓷蜂鳴片總規(guī)范

4、CB 1218-1993 水聲常用壓電陶瓷元件

5、GB/T 15156-2015 壓電陶瓷換能元件總規(guī)范

6、T/CECA 70-2022 球形壓電陶瓷換能器

7、T/CECA 86-2023 無鉛壓電陶瓷霧化元

8、SJ 2957-1988 電子設(shè)備用壓電陶瓷濾波器 分規(guī)范 電視伴音中頻電路用壓電陶瓷濾波器

9、CB 1125-1998 水聲用壓電陶瓷材料規(guī)范

10、SJ 2959-1988 電子設(shè)備用壓電陶瓷濾波器 詳細(xì)規(guī)范 LT6.5MB用壓電陶瓷濾波器 評(píng)定水平E

11、BH GSO IEC 60642-2:2016 壓電陶瓷諧振器單元 第2部分：壓電陶瓷諧振器單元使用指南

12、YY/T 0110-2009 醫(yī)用超聲壓電陶瓷材料

13、KS C IEC 60642-2:2018 壓電陶瓷諧振器單元 - 第2部分:使用壓電陶瓷諧振器單元的指南

14、GB/T 3388-2002 壓電陶瓷材料型號(hào)命名方法

15、SJ/T 10709-2016 壓電陶瓷電聲元件總規(guī)范

16、SJ/T 10321-1992 壓電陶瓷點(diǎn)火器性能測(cè)試方法

17、SJ 2965-1988 電子設(shè)備用壓電陶瓷鑒頻器 分規(guī)范 電視伴音中頻鑒頻電路用壓電陶瓷鑒頻器

18、SJ 51511/1-1994 LT1.84M型壓電陶瓷濾波器詳細(xì)規(guī)范

19、GJB 1511A-2012 壓電陶瓷濾波器通用規(guī)范

20、SN/T 0246-1993 出口壓電陶瓷蜂鳴片檢驗(yàn)規(guī)程

21、CB/T 3794-1997 壓電陶瓷電極結(jié)合強(qiáng)度試驗(yàn)方法

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