高壓放大器在高溫壓電陶瓷在多場耦合實驗中的應(yīng)用
【概述】
2025年西安交通大學(xué)研究團隊發(fā)布論文《高性能錳摻雜BiScO?–PbTiO?壓電陶瓷：兼具增強熱穩(wěn)定性與耐電場特性》；研究中使用Aigtek安泰ATA-7030高壓放大器，搭建高溫和高電場實驗系統(tǒng)。為滿足壓電材料在極端環(huán)境下的應(yīng)用需求，本研究系統(tǒng)評估了硬特性錳摻雜34BiScO?-66PbTiO?（BS-66PT-1Mn）、軟特性鈮摻雜36BiScO?-64PbTiO?（BS-64PT-0.125Nb）以及商用PZT-5A陶瓷在高溫與強電場條件下的性能。介電性能表征結(jié)果表明，BS-66PT-1Mn在高溫（300?°C）與強電場（100?V/mm）耦合條件下仍表現(xiàn)出良好的介電性能。
實驗名稱：高溫壓電陶瓷在多場耦合下的振速測試
研究方向：高溫壓電陶瓷的強場測試及在高溫?fù)Q能器中的應(yīng)用
實驗內(nèi)容：在高溫和高電場下測試高溫壓電陶瓷的振速。信號由PSM3750頻率響應(yīng)分析儀進行激勵信號輸出，通過ATA-7030高壓放大器進行電壓放大，施加在樣品的兩端，通過頻響儀器的軟件進行恒壓掃頻信號輸出，同時通過激光測振儀進行振速測試和信號采集。
測試設(shè)備：阻抗分析儀，計算機，ATA-7030高壓放大器，激光測振儀，高溫爐，夾具與壓電陶瓷樣品等。
實驗過程：測試系統(tǒng)主要包括阻抗分析儀（內(nèi)置信號發(fā)生源）、高壓放大器、激光多普勒測速儀、高溫爐和計算機控制系統(tǒng)及軟件等。將樣品至于高溫爐中，溫度通過程序控制熱電偶貼近樣品以保證樣品的溫度，在測試中，計算機控制軟件發(fā)出指令，阻抗分析儀獲取指令后觸發(fā)掃頻的正弦信號，經(jīng)高壓放大器放大之后施加在待測樣品上，引起樣品振動。樣品振動過程中，激光多普勒振動測速儀監(jiān)測其振動速度，測試結(jié)果經(jīng)過阻抗分析儀的軟件采集之后反饋到計算機終端，通過測振儀器的軟件進行最后處理，測試系統(tǒng)如下圖所示。
圖：實驗測試系統(tǒng)示意圖
實驗結(jié)果：
圖：實驗結(jié)果
BS-66PT-1Mn表現(xiàn)出較高的振動速度和較低的頻率偏移，在300℃下仍然能保持較高的振速。在200℃和20V/mm條件下，BS-66PT-1Mn表現(xiàn)的性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)商用PZT-5A壓電材料和BS-PT-0.125Nb壓電材料。該實驗結(jié)果對高溫壓電換能器的壓電元件材料選用和器件設(shè)計提供了有效的理論支撐和指導(dǎo)。
安泰放大器在此應(yīng)用中的產(chǎn)品優(yōu)勢：
1.6kVp-p超高電壓輸出——產(chǎn)生驅(qū)動壓電材料所必需的高強電場
2.精準(zhǔn)的低頻掃頻響應(yīng)——適配壓電材料的諧振特性測試
3.高穩(wěn)定性與四象限驅(qū)動能力——保障多場耦合極端環(huán)境下的數(shù)據(jù)可靠性
【文獻(xiàn)】高性能錳摻雜BiScO?–PbTiO?壓電陶瓷：兼具增強熱穩(wěn)定性與耐電場特性
【推薦產(chǎn)品】：ATA-7030高壓放大器
圖：ATA-7030高壓放大器指標(biāo)參數(shù)
本文實驗素材由西安安泰電子整理發(fā)布。Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商，樣機都支持免費試用。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試儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè)。如想了解更多功率放大器等產(chǎn)品，請持續(xù)關(guān)注安泰電子官網(wǎng)www.dzbanwu.cn或撥打029-88865020。