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清华大学材料科学与工程研究院《材料科学论坛》学术报告:高负载下压电材料的表征方法——国际标准 21819-2:2018(E):电激励强振动暂态响应测试方法

清华大学材料科学与工程研究院《材料科学论坛》学术报告

报告时间:2024年9月26日上午10:30

报告人:唐木(陈)智明 老师(日本富山县立大学)

报告地点:清华大学逸夫技术科学楼B213学术报告厅

邀请人:李敬锋老师


报告题目:高负载下压电材料的表征方法——国际标准 21819-2:2018(E):电激励强振动暂态响应测试方法


报告摘要:

大功率压电材料在压电驱动器,压电线性平台,超声马达,超声焊接,超声清洗,压电变压器等器件方面有着广泛的应用。传统的压电性能表征都是基于小信号恒电压法,测试的结果和实际大功率使用时会有很大差别。恒电流法可以测试大负载下的压电性能,但是测试过程中样品温度不断升高,影响了测试的准确性。2016年日本提出了激励强应测试方法(日本工业标准JIS R 1699-2: 2016,可以在0.3秒以内完成测试,避免了样品温度升高,可以准确地表征大负载下的压电性能,为大功率压电材料的研究和开发提供了有效的方法。2018年该测试方法被定为国际标准(IOS 21819-22018(E))。

本讲座举例介绍激励强动暂态应的测试方法。该方法使用约长35mm,宽4mm0.5mm,上下电极,极化后稳定了48小时的样品。用4象限电源加约100Vp-p电压0.03秒后关闭电源。用电流探头测试电流的变化,用激光多普勒仪测试样品顶端的形变速度,直至关闭电源后0.1秒。可以通过电流和速度的衰减,计算出谐振模式下不同功率或振动速度时的d31*Qm*和样品中心最大应力Tm*,以及储藏机械能密度Pm和机械损耗密度(相当于发热功率密度)Pd.

该方法适合于大功率横向效应长度振动模式的性能表征。如果测试大功率纵向效应长度振动模式时,需要使用更大输出电压的电源。


报告人简介:

唐木(陈) 智明,19822月毕业于上海科技大学获得学士学位,19852月获得中科院上海硅酸盐研究所硕士学位,19963月获得日本京都大学博士学位。19934月入职富山县立大学后,一直从事压电单晶,陶瓷和薄膜的制备及其应用研究,包括 (i)弛豫铁电单晶交流极化(ACP)(ii)无铅压电陶瓷制备,(iii)铁电压电单晶生长,(iv)声表面波器件模拟计算,(v)压电晶体用于声波器件的物理参数测试等。


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