技術(shù)：  華為采購ZJ-5型疊堆壓電系數(shù)測試儀（大電容，大系數(shù)）

壓電陶瓷是用于超聲電機(jī)的主要壓電材料。目前國內(nèi)外絕大多數(shù)超聲電機(jī)是以單層厚度為毫米級的單層或多層壓電陶瓷片（以下簡稱壓電片）作為驅(qū)動(dòng)元件。隨著超聲電機(jī)向小、輕、薄、高效率、低振動(dòng)、低噪聲和低價(jià)格方面發(fā)展，不僅對壓電陶瓷的性能要求越來越高，而且對其結(jié)構(gòu)和尺寸等提出新的要求。其中壓電疊堆成為一個(gè)新的研究方向壓電疊堆，亦稱層疊式壓電陶瓷作動(dòng)器、多層疊堆式壓電陶瓷、或積層式壓電微位移器，是指厚度100μm左右的幾十層、甚至上百層的壓電陶瓷，連同電極，通過固態(tài)燒結(jié)工藝制作而成，并沿陶瓷層的厚度方向極化的壓電陶瓷組，各層之間在機(jī)械上串聯(lián)，在電路上并聯(lián)。與上述壓電片相比，壓電疊堆的能量轉(zhuǎn)換效率高、電源功耗低、響應(yīng)速度快、分辨率高、輸出力大、輸出位移大且穩(wěn)定、蠕變小等特點(diǎn)，特別是能實(shí)現(xiàn)低電壓驅(qū)動(dòng)、體積小的優(yōu)點(diǎn)，在包括超聲電機(jī)在內(nèi)的各種驅(qū)動(dòng)場合具有良好的應(yīng)用前景。
    ZJ-5型積層壓電測試儀（積層靜壓電系數(shù)d33測量儀）是為測量壓電材料的d33常數(shù)而設(shè)計(jì)的專用儀器，它可用來測量具有大壓電常數(shù)的壓電陶瓷，小壓電常數(shù)的壓電單晶及壓電高分子材料。此外，也可測量任意取向壓電單晶以及某些壓電器件的等效壓電d’33常數(shù)，儀器測量范圍寬，分辨率細(xì)，可靠性高，操作簡單，對試樣大小及形狀無特殊要求，圓片、圓環(huán)、圓管、方塊、長條、柱形及半球殼等均可測量，測量結(jié)果和極性在三位半數(shù)字面板表上直接顯示。
二、參考標(biāo)準(zhǔn):
GB3389.4-82《壓電陶瓷材料性能測試方法 縱向壓電應(yīng)變常數(shù)d33的靜態(tài)測試》 GB/T3389.5-1995《壓電陶瓷材料性能測試方法 圓片厚度伸縮振 動(dòng)模式》 GB000?Tj1.1/T3389.4-1982《壓電陶瓷材料性能測試方法 柱體縱 向長度伸縮振動(dòng)模式》 GB/T 3389.7-1986《壓電陶瓷材料性能測試方法 強(qiáng)場介電性能的測試》 GB/T3389.8-1986《壓電陶瓷材料性能測試方法 熱釋電系數(shù)的測試

疊層陶瓷電容器是通過交替疊層陶瓷電介質(zhì)與金屬電極形成的電子元件，其核心結(jié)構(gòu)由內(nèi)部電極層、陶瓷介質(zhì)層及外部電極組成。采用鈦酸鋇基材料與稀土元素添加技術(shù)，使產(chǎn)品在170℃高溫下仍保持穩(wěn)定性能，相對介電常數(shù)可達(dá)5850以上。通過玻璃質(zhì)晶粒間界固溶Mn、V等元素，顯著提升電極與介電體層的結(jié)合強(qiáng)度，解決薄型化導(dǎo)致的剝離問題。2024年公開的顯示，制造工藝采用1155-1245℃燒成溫度，實(shí)現(xiàn)電介質(zhì)層厚度1.5-2μm級別的量產(chǎn)能力

材材料組成

電介質(zhì)材料包含鈦酸鋇（BaTiO3）與添加選自Mn、V、Cr、Mo、Fe、Ni、Cu和Co中的一種或多種添加物元素。稀土元素釔在晶粒內(nèi)部形成0.05原子%/nm的濃度梯度，有效抑制高溫晶界擴(kuò)散 [1-2]。內(nèi)部電極采用鎳基合金，其線性膨脹系數(shù)與陶瓷介質(zhì)匹配度達(dá)98%以上 .


制造工藝
播制造流程包含四大關(guān)鍵工序：
生片成型：采用60℃/10Pa壓力條件疊層壓制，確保層間密實(shí)度＞99.5% [1]
高溫?zé)桑涸?155-1245℃梯度升溫，持續(xù)時(shí)間4-6小時(shí) [1]
再氧化處理：1000℃環(huán)境下進(jìn)行12小時(shí)晶界修復(fù) [1]
端電極形成：通過濺射沉積銅鎳復(fù)合層，厚度控制在20-50μm [2]
性能特性
播經(jīng)2024年驗(yàn)證的主要性能指標(biāo)包含：
溫度特性：-55℃至125℃范圍內(nèi)電容波動(dòng)＜±15% [1]
可靠性測試：170℃/14.2V高溫負(fù)荷下無失效案例 [1]
壽命表現(xiàn)：基準(zhǔn)試料壽命達(dá)2000小時(shí)以上 [2]
介電強(qiáng)度：＞250V/μm（厚度1.5μm介質(zhì)層） [2]

技術(shù)創(chuàng)新
通過三大技術(shù)突破實(shí)現(xiàn)高可靠性：
1.晶粒間界調(diào)控：在玻璃相中固溶Mn、V等元素，使晶界電阻率降低40% [2]
2.薄型化工藝：采用納米級陶瓷粉末，實(shí)現(xiàn)1.5μm介質(zhì)層連續(xù)成型 [1-2]
3.濃度梯度設(shè)計(jì)：釔元素從晶粒中心到表面形成0.12-0.05原子%/nm的梯度分布，抑制高溫離子遷移

主要技術(shù)參數(shù)：

四、主要技術(shù)指標(biāo)

★×1擋：20到2000pC/N， 

★×10擋： 2000到50000pC/N， 
誤差：×1擋：±2%±1個(gè)數(shù)字，當(dāng)d33在200到2000pC/N；
±5%±1個(gè)數(shù)字，當(dāng)d33在20到200pC/N；
×10擋：±2%±1個(gè)數(shù)字，(當(dāng)d33在2000到50000pC/N)
±5%±1個(gè)數(shù)字，當(dāng)d33在200到2000pC/N。

★電壓保護(hù)：放電保護(hù)功能 

★D31塊體夾具，D15塊體夾具，D15圓管夾具，D31塊體夾具，薄膜拉伸夾具（新增功能）,共面電極功能（新增）

★計(jì)量標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)樣尺寸：18mm*0.8mm，老化時(shí)間：2-3年（評判壓電測試儀準(zhǔn)確性能的重要依據(jù)之一）              
★分辨率:×1擋：1 pC/N；×0.1擋：0.1 pC/N。
尺寸：施力裝置：Φ110×140mm；儀器本體：240×200×80mm。
重量：施力裝置：約4公斤；    
儀器本體：2公斤。
電源：220伏，50赫，20瓦。