實驗名稱：測試壓電材料的在大功率激勵下的性能指標參數(shù)變化

研究方向：壓電材料的大功率性能參數(shù)表征

實驗目的：本實驗旨在探究不同PT含量的PMN-PT單晶在高功率激勵場景下的性能變化規(guī)律，評估其在高功率傳感器和換能器中的應用潛力。通過恒壓法測試系統(tǒng)，獲取材料的關鍵性能數(shù)據(jù)，為優(yōu)化壓電材料設計提供指導。

實驗內(nèi)容：室溫保持在25℃，濕度為50±10%，在標準的大氣壓強101kPa下進行測試。實驗針對Pt含量為26%、29%和33%的PMN-PT單晶，測試其在高功率激勵下的壓電系數(shù)、機電耦合系數(shù)、機械品質因數(shù)和柔度系數(shù)的變化情況，分析PT含量對材料性能的影響。

測試設備：信號發(fā)生器；功率放大器：Aigtek的ATA-3080；阻抗分析儀；數(shù)據(jù)采集卡；PC；電壓探頭和電流探頭等。

實驗過程：使用信號發(fā)生器生成掃頻信號。通過ATA-3080功率放大器將信號放大，施加于PMN-PT單晶樣品。記錄樣品在不同功率激勵下的電流和電壓，生成阻抗曲線。提取特征頻率，計算關鍵材料參數(shù)，包括壓電系數(shù)、機電耦合系數(shù)和機械品質因數(shù)等。對比不同Pt含量的單晶性能差異。

測試結果：結果顯示，26%PT含量：壓電系數(shù)增加25%，柔度系數(shù)增加12%，機電耦合系數(shù)增加17%，機械品質因數(shù)降低73%。29%PT含量：壓電系數(shù)增33%，柔度系數(shù)增加20%，機電耦合系數(shù)增加21%，機械品質因數(shù)降低78%。33%PT含量：壓電系數(shù)增加20%，柔度系數(shù)增加30%，機電耦合系數(shù)增加20%，機械品質因數(shù)降低55%。結果表明，PT含量增加顯著影響材料性能，尤其在大功率激勵下表現(xiàn)出明顯的溫度敏感性和退極化現(xiàn)象。

Aigtek安泰功率放大器在本次實驗中發(fā)揮的作用：

Aigtek安泰功率放大器（ATA-3080）將信號發(fā)生器產(chǎn)生的低功率信號放大至高功率，確保PMN-PT單晶能夠在實驗所需的高電場強度下工作。放大器提供高精度的輸出信號，保證了測試數(shù)據(jù)的可靠性和可重復性。支持寬頻率范圍的輸入和放大，滿足從低頻到高頻的實驗需求。內(nèi)置過載和過熱保護功能，保護了實驗設備的安全。

功率放大器推薦：ATA-3080C功率放大器

圖：ATA-3080C功率放大器指標參數(shù)

西安安泰電子是專業(yè)從事功率放大器、高壓放大器、功率信號源、前置微小信號放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測量儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè)，為用戶提供具有競爭力的測試方案。Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當規(guī)模的儀器設備供應商，樣機都支持免費試用。

審核編輯 黃宇