湖北大学采购GDPT-900A型高低温D33测试系统取得成果

    湖北大学材料学院采购GDPT-900A型高低温D33测试系统在测量高温D33方面取得了可喜的成果，GDPT-900A型高低温D33测试系统可以测量低温下的D33，而且可以测量高温变化下的D33数据，同时温度可以回测，数据变化准确，是研究高温压电陶瓷的重要设备，目前已经在各大高校和科研院所广泛使用。

压电陶瓷材料是实现机电能量转换和耦合的一类重要的功能材料，在通信、航空航天、核能、汽车、探测和计算机等诸多领域得到重要而广泛的应用。随着当代科学技术的迅猛发展，在一些极端环境下对压电陶瓷的服役性能提出了新的挑战。例如工业上使用的超声加工、超声焊接等大功率超声换能器，核反应堆中使用的高温超声波定位探测器，内燃机中使用的燃油电喷压电阀等, 必须选用具有高居里点的压电材料，这样才能保证压电器件可在较宽温度范围内正常工作。在航空航天领域, 高温压电加速度传感器也发挥着重要作用。2006年7月美国发射成功的航天飞机“发现者3号”, 仅一个机翼部分就安装了66个温度响应的压电加速度传感器，用以密切监测宇宙飞船的机翼工作状态。在石油勘探领域，在钻探过程中，探头传感器需要对周围环境的温度、压力、流量、密度、化学组成等数据进行采集，而且探头附近的环境温度会在很宽范围内变化，这要求相关的压电传感器能够承受较高的温度。目前高级汽车电喷系统中的喷油器普遍采用压电式喷油器，与传统的机械式化油器比较，电控汽油喷射系统可以使汽车发动机功率提高5%~10%，汽油消耗率降低5%~10%，废气排放量减少20%。

锆钛酸铅( PZT) 为主的铅基压电陶瓷因为其优异的综合性能在实际应用中占据主导地位。PZT 压电陶瓷的居里温度一般不高于350℃，长时间稳定工作温度通常不超过170℃，当环境温度高于170℃时，材料出现明显的热退极化现象，导致压电性能严重下降，器件失效。因此，研究人员和工业界一直认定是PZT 压电陶瓷的极限使用温度（170℃左右），即要将PZT 压电陶瓷稳定用于200℃的高温环境几乎是不可能的。长期以来, 人们一直在寻找性能优异、工作温度高的压电材料，但进展缓慢。目前特种高温压电器件不得不使用生产工艺复杂、成本高昂的压电单晶材料，但其压电性能十分有限（压电系数d₃₃只有几十），而且压电晶体在抗极端冲击和振动方面，也不如压电陶瓷材料。因此，开发出性能优异、成本低廉、温度稳定性的高温压电陶瓷材料已成为压电材料研究热点和重点课题。