實驗名稱：測試(shi)壓電材料的(de)在大(da)功率激勵下的(de)性(xing)能指(zhi)標參(can)數變化

　　研究方向：壓電材料的大(da)功(gong)率性(xing)能參數表征

　　實驗目的：本(ben)實驗旨(zhi)在探究(jiu)不同PT含量的(de)PMN-PT單晶在高功率(lv)激勵場景下的(de)性能變化(hua)規律(lv)，評(ping)估(gu)其在高功率(lv)傳感器和(he)換(huan)能器中的(de)應用潛力。通(tong)過恒壓法測試系統，獲(huo)取材(cai)(cai)料的(de)關鍵性能數據，為優化(hua)壓電材(cai)(cai)料設計提供指導。

　　實驗內容：室(shi)溫(wen)保持在(zai)25℃，濕度(du)為50±10%，在(zai)標(biao)準的(de)大(da)氣壓強101kPa下(xia)進(jin)行(xing)測(ce)(ce)試。實驗(yan)針對(dui)Pt含量為26%、29%和33%的(de)PMN-PT單晶，測(ce)(ce)試其在(zai)高功率(lv)激(ji)勵(li)下(xia)的(de)壓電(dian)系數(shu)、機電(dian)耦合系數(shu)、機械品質因數(shu)和柔度(du)系數(shu)的(de)變化情況，分(fen)析PT含量對(dui)材料性能的(de)影響。

　　測試設備：信號發生(sheng)器(qi)：TektronixAFG-1022，功率放大器(qi)：Aigtek的(de)ATA-3080，阻抗分析(xi)儀(yi)：Keysight-4294A，數據采集(ji)卡，PC，電壓探頭和電流探頭等。

　　實驗過程：使(shi)用信號發(fa)生(sheng)器(qi)(qi)生(sheng)成掃(sao)頻信號。通過(guo)ATA-3080功(gong)率(lv)放大器(qi)(qi)將信號放大，施加于PMN-PT單晶(jing)樣品(pin)(pin)。記錄樣品(pin)(pin)在(zai)不同功(gong)率(lv)激勵(li)下(xia)的電(dian)流和電(dian)壓，生(sheng)成阻抗曲線。提取特征頻率(lv)，計算(suan)關鍵材料(liao)參數(shu)，包(bao)括壓電(dian)系數(shu)、機電(dian)耦(ou)合系數(shu)和機械品(pin)(pin)質(zhi)因數(shu)等。對比不同Pt含量(liang)的單晶(jing)性(xing)能差異。

　　測試結果：結果顯(xian)示，26%PT含(han)量(liang)：壓電系數(shu)增(zeng)加(jia)(jia)25%，柔度系數(shu)增(zeng)加(jia)(jia)12%，機(ji)(ji)電耦(ou)合系數(shu)增(zeng)加(jia)(jia)17%，機(ji)(ji)械(xie)品(pin)(pin)質因數(shu)降低(di)73%。29%PT含(han)量(liang)：壓電系數(shu)增(zeng)33%，柔度系數(shu)增(zeng)加(jia)(jia)20%，機(ji)(ji)電耦(ou)合系數(shu)增(zeng)加(jia)(jia)21%，機(ji)(ji)械(xie)品(pin)(pin)質因數(shu)降低(di)78%。33%PT含(han)量(liang)：壓電系數(shu)增(zeng)加(jia)(jia)20%，柔度系數(shu)增(zeng)加(jia)(jia)30%，機(ji)(ji)電耦(ou)合系數(shu)增(zeng)加(jia)(jia)20%，機(ji)(ji)械(xie)品(pin)(pin)質因數(shu)降低(di)55%。結果表明，PT含(han)量(liang)增(zeng)加(jia)(jia)顯(xian)著影(ying)響材(cai)料(liao)性能(neng)，尤其在大功(gong)率(lv)激勵下表現出(chu)明顯(xian)的溫(wen)度敏感性和退極化(hua)現象。

　　Aigtek安泰(tai)功(gong)率放大器在本次實驗中(zhong)發揮的作用：

　　Aigtek安(an)泰(tai)功率(lv)放大(da)器(qi)(qi)（ATA-3080）將信號發生(sheng)器(qi)(qi)產生(sheng)的(de)(de)低功率(lv)信號放大(da)至高(gao)(gao)(gao)功率(lv)，確保PMN-PT單晶(jing)能夠(gou)在實驗(yan)(yan)所需(xu)的(de)(de)高(gao)(gao)(gao)電場強度下工作(zuo)。放大(da)器(qi)(qi)提供(gong)高(gao)(gao)(gao)精度的(de)(de)輸出信號，保證了(le)測試數據的(de)(de)可靠性和(he)可重復(fu)性。支持(chi)寬頻率(lv)范圍的(de)(de)輸入和(he)放大(da)，滿足從低頻到高(gao)(gao)(gao)頻的(de)(de)實驗(yan)(yan)需(xu)求。內置過(guo)載和(he)過(guo)熱保護功能，保護了(le)實驗(yan)(yan)設備的(de)(de)安(an)全。

　　功(gong)率放(fang)大器(qi)(qi)推(tui)薦：ATA-3080C功(gong)率放(fang)大器(qi)(qi)

　　圖：ATA-3080C功率放大器指標參數

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