清華大學材料科學與工程研究院《材料科學論壇》學術報告

報告時間：2024年9月26日上午10:30

報告人：唐木（陳）智明 老師（日本富山縣立大學）

報告地點：清華大學逸夫技術科學樓B213學術報告廳

邀請人：李敬鋒老師

報告題目：高負載下壓電材料的表征方法——國際标準 21819-2:2018(E)：電激勵強振動暫态響應測試方法

報告摘要：

大功率壓電材料在壓電驅動器，壓電線性平台，超聲馬達，超聲焊接，超聲清洗，壓電變壓器等器件方面有着廣泛的應用。傳統的壓電性能表征都是基于小信号恒電壓法，測試的結果和實際大功率使用時會有很大差别。恒電流法可以測試大負載下的壓電性能，但是測試過程中樣品溫度不斷升高，影響了測試的準确性。2016年日本提出了電激勵強振動瞬态響應測試方法（日本工業标準JIS R 1699-2: 2016）,可以在0.3秒以内完成測試，避免了樣品溫度升高，可以準确地表征大負載下的壓電性能，為大功率壓電材料的研究和開發提供了有效的方法。2018年該測試方法被定為國際标準（IOS 21819-2：2018(E)）。

本講座舉例介紹電激勵強振動暫态響應的測試方法。該方法使用約長35mm，寬4mm，厚0.5mm，上下電極，極化後穩定了48小時的樣品。用4象限電源加約100Vp-p電壓0.03秒後關閉電源。用電流探頭測試電流的變化，用激光多普勒儀測試樣品頂端的形變速度，直至關閉電源後0.1秒。可以通過電流和速度的衰減，計算出諧振模式下不同功率或振動速度時的d31*，Qm*和樣品中心最大應力Tm*，以及儲藏機械能密度Pm和機械損耗密度（相當于發熱功率密度）Pd.

該方法适合于大功率橫向效應長度振動模式的性能表征。如果測試大功率縱向效應長度振動模式時，需要使用更大輸出電壓的電源。

報告人簡介：

唐木（陳） 智明，1982年2月畢業于上海科技大學獲得學士學位，1985年2月獲得中科院上海矽酸鹽研究所碩士學位，1996年3月獲得日本京都大學博士學位。1993年4月入職富山縣立大學後，一直從事壓電單晶，陶瓷和薄膜的制備及其應用研究，包括 (i)弛豫鐵電單晶交流極化(ACP)，(ii)無鉛壓電陶瓷制備，(iii)鐵電壓電單晶生長，(iv)聲表面波器件模拟計算，(v)壓電晶體用于聲波器件的物理參數測試等。