國內(nèi)壓電常數(shù)測量儀器溯源體系實(shí)現(xiàn)突破性發(fā)展

作者: 2016年11月22日 來源:化工儀器在線 瀏覽量:
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日前,由中國計量科學(xué)研究院承擔(dān)的質(zhì)檢公益性行業(yè)科研專項(xiàng)項(xiàng)目“壓電材料關(guān)鍵參數(shù)的測量技術(shù)研究及其溯源體系的建立”通過國家質(zhì)檢總局組織的專家驗(yàn)收。    該項(xiàng)目在國際上首次提出基于動態(tài)力的直接測

  日前,由中國計量科學(xué)研究院承擔(dān)的質(zhì)檢公益性行業(yè)科研專項(xiàng)項(xiàng)目“壓電材料關(guān)鍵參數(shù)的測量技術(shù)研究及其溯源體系的建立”通過國家質(zhì)檢總局組織的專家驗(yàn)收?!   ≡擁?xiàng)目在國際上首次提出基于動態(tài)力的直接測量,實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)靜態(tài)法測量縱向壓電常數(shù)的準(zhǔn)確校準(zhǔn),并建立了壓電材料關(guān)鍵參數(shù)的溯源體系,填補(bǔ)了我國壓電常數(shù)測量儀器溯源能力的空白,能夠?qū)崿F(xiàn)國際等效互認(rèn),為我國高質(zhì)量壓電材料的研制和生產(chǎn)貿(mào)易提供技術(shù)支撐?!   ?/span>

  準(zhǔn)靜態(tài)法和激光干涉法壓電材料測量裝置    

   壓電材料是一種具有壓電效應(yīng)的功能性材料,包括壓電晶體、壓電陶瓷和壓電薄膜等。可實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化,廣泛用于傳感器、換能器和執(zhí)行器,壓電元器件因其換能效率高等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于無損檢測、微機(jī)電系統(tǒng)、激光導(dǎo)航、智能材料等領(lǐng)域。壓電材料的特性參數(shù)是評價壓電材料質(zhì)量的重要指標(biāo),其中壓電常數(shù)是衡量其換能效率的關(guān)鍵參數(shù)?!   ∧壳皣H上針對壓電材料的測量出臺了一系列標(biāo)準(zhǔn),但對于壓電常數(shù)測量系統(tǒng)本身的校準(zhǔn)尚沒有統(tǒng)一的方法和標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致各廠家根據(jù)不同原理生產(chǎn)的壓電常數(shù)測量儀器得到的結(jié)果之間可比性較差,也影響了進(jìn)出口貿(mào)易中壓電材料的質(zhì)量評判。在我國,由于壓電材料參數(shù)測量和溯源能力的欠缺,導(dǎo)致了進(jìn)口壓電材料的質(zhì)量控制不夠,出口的技術(shù)支持匱乏,通常國產(chǎn)壓電陶瓷片只有進(jìn)口件價格的幾十分之一,原因之一就是我國壓電材料“身份卡”上提供的各種參數(shù)準(zhǔn)確度不高。據(jù)統(tǒng)計,2010年全球僅壓電晶體元件貿(mào)易額超100億元,其中我國占貿(mào)易量的比例超50%,金額卻僅占20%。高端壓電陶瓷和壓電薄膜制成的標(biāo)準(zhǔn)換能器,如標(biāo)準(zhǔn)水聽器、標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器,幾乎完全被國外廠家壟斷?!   楦淖兩鲜鰻顩r,中國計量院和上海市計量測試技術(shù)研究院經(jīng)過三年的努力,系統(tǒng)研究了壓電材料縱向壓電常數(shù)的測量方法,建立了動態(tài)諧振法、準(zhǔn)靜態(tài)法、激光干涉法和氣腔壓力法標(biāo)準(zhǔn)裝置,測量不確定度可達(dá)2%(k=2),并建立了基于參考材料的壓電材料特性參數(shù)測量標(biāo)準(zhǔn)和壓電材料計量的量值傳遞體系,解決壓電傳感器、換能器、執(zhí)行器前端的材料參數(shù)控制問題,能夠支持智能材料的研發(fā),有效支撐了進(jìn)口壓電晶片、壓電薄膜的質(zhì)量控制和我國壓電材料的出口服務(wù)。

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