关键词:电滞回线,铁电测试仪,电压,频率 ,电致应变,蝴蝶曲线

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一、产品介绍:

FE-5000W+型综合铁电测试仪(薄膜+块体+变温)是一款高量程款的铁电性能材料测试装置,这款设备可以适用于铁电薄膜、铁电体材料(既可块体材料)的电性能测量,可测量铁电薄膜电滞回线、可测出具有非对称电滞回线铁电薄膜值。可以进行电致应变测试,可以蝴蝶曲线功能,设备还可以扩展高温电阻,高温介电,电容-电压曲线,TSC/TSDC等功能。本仪器是从事压电材料及压电元件生产、应用与研究部门的重要设备之一,已经在各大高校和科研院所广泛使用。

(二)主要功能应用范围:

1、陶瓷块体测试:

钛酸钡(BaTiO₃)陶瓷

锆钛酸铅(Pb (Zr,Ti) O₃,PZT)陶瓷

钛酸铋钠((Bi₁/₂Na₁/₂) TiO₃,BNT)陶瓷

铌酸盐系陶瓷

铌镁酸铅(Pb (Mg₁/₃Nb₂/₃) O₃,PMN)陶瓷

2、铁电薄膜测试:

超薄二维p型BiCuSeO薄膜

钛酸钡(BaTiO₃)薄膜

铅锆钛氧化物(Pb (Zr,Ti) O₃,PZT)薄膜

铌酸锂(LiNbO₃)薄膜

钛酸铅(PbTiO₃)薄膜

钛酸锶钡(BaₓSr₁₋ₓTiO₃,BST)薄膜

薄膜聚合等其他材料

3、铁电材料变温测试

4、可扩展模块

印迹印痕IM

变温测试THM

POM 模块实现极化测量功能

CVM模块实现小信号电容测试,获得C-V曲线

PZM模块实现压电特性测试

DPM模块测试介电性能

RTM模块测试电阻/电阻率性能

CCDM模块实现电容充放电测试。

二、主要技术指标:

1、输出信号电压:±5KV,±10KV可扩展电致应蝴蝶曲线功能

2、温度;室温-200℃,控温精度:±1℃

3、控制施加频率0.01到1KHz(陶瓷、单晶,薄膜)PC端软件控制自定义设置;

4、控制输出电流0到±50mA连续可调,PC端软件控制自定义设置。

a)5、动态电滞回线测试频率范围 0.01Hz-5kHz(最大电滞回线测量频率:250kHz / 0~10VAC,50kHz /10~200VAC;)

7、最小脉宽保持时间为20us;最小上升沿时间为10us;

8、疲劳测试频率500kHz(振幅10 Vpp,负载电容1 nF);使用高压放大器后疲劳频率最高5kHz;

9、测试速度:测量时间《5秒/样品•温度点

10、样品规格:块体材料尺寸:直径2-100mm,厚度0.1-10mm

11、主要功能:电滞回线,I-V特性,脉冲PUND,疲劳Fatigue,电击穿强度BDM,漏电流LM。

10.电荷解析度不小于10 mC;漏电流测量范围:1pA~ 20 mA,分辨率不低于0.1pA;

11.配置薄膜测试变温探针台一套,电子显微镜一套,高压放大器±100V 一台,温度范围:室温~400度。样品厚度:30nm~1mm,测试频率0.01Hz~100kHz@0~±100V

12、最小脉宽保持时间为20us;最小上升沿时间为10us;

13、控制方式:计算机实时控制、实时显示、实时数据计算、分析与存储

14、软件采集:自动采集软件,分析可以兼容其他相关主流软件。

14、测试精度:±0.05%

15、内置电压:±200V

16、应变模块:配置进口干涉仪

主要技术参数:量程:0.3mm-30mm

综合知识点:

钛酸钡(BaTiO₃)薄膜:

具有较高的介电常数,其单晶薄膜的介电常数可达约1200-1700,击穿电场介于200-400kV/cm。室温下为四方相结构,Ti离子偏离中心位置,形成自发极化,常用于制作电容器、声表面波换能器等器件。

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铅锆钛氧化物(Pb (Zr,Ti) O₃,PZT)薄膜

呈现钙钛矿结构,Zr和Ti分别占据B位,Pb占据A位。其饱和极化强度(Ps)可达60μC/cm²,残余极化强度(Pr)约在20-40μC/cm²,矫顽电场(Ec)约为50-150kV/cm,介电常数约500-1200,击穿电场一般为300-500kV/cm,在铁电存储器、压电传感器等领域应用广泛。

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铌酸锂(LiNbO₃)薄膜:属于铌酸锂型铁电材料,具有良好的压电、电光和非线性光学性能,在光通信、射频器件等方面有重要应用。

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钛酸铅(PbTiO₃)薄膜:同样具有钙钛矿结构,具有较高的居里温度和自发极化强度,在高温传感器、铁电电容器等方面有一定的应用潜力。

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钛酸锶钡(BaₓSr₁₋ₓTiO₃,BST)薄膜:其介电常数具有强电场可调性和微波频率下相对较低的介电损耗,通过改变Ba和Sr的比例,可以调节其居里温度和介电性能,广泛应用于微波可调谐器件。

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FC-5000和美国TF-2000测试数据对比图

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