南方醫(yī)科大學采購ZJ-4型寬量程精密d33測試儀三件套設備

南方醫(yī)科大學采購ZJ-4型寬量程精密d33測試儀三件套設備 (D33+極化+阻抗）

骨組織工程支架正在成為替代自體骨移植進行外科骨修復的理想策略，但由于缺乏合適的生物材料，仍然缺乏有效手段促再生骨達到天然骨的性能。故現(xiàn)階段仍然迫切需要開發(fā)新型藥物和支架，促進骨損傷修復。骨損傷愈合過程中有一系列的挑戰(zhàn)，例如內(nèi)源性生長因子分泌不足、不受控制和持續(xù)炎癥的風險、成骨/血管生成受阻導致的氧輸送中斷，以及活性氧(ROS)過載的可能。骨組織工程支架材料是支持骨再生的一種有效替代策略，可以為骨再生提供有利的微環(huán)境。目前，許多骨組織工程支架的促愈合效果已開始接近自體骨移植效果，也有許多新方法如電刺激也被引入到難解骨組織工程領域。然而，如何共同優(yōu)化協(xié)同使用這些技術方法仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。

　　本研究將聚多巴胺(PDA)改性的壓電鈦酸鋇(PDA-BaTiO3, PBT)納米顆粒和羥基磷灰石(PHA)納米顆粒摻雜到殼聚糖/明膠水凝膠中，制備了一種新型壓電水凝膠骨組織工程支架（圖1）。實驗證實這種壓電水凝膠支架具有自發(fā)電、促內(nèi)源性生長因子分泌、免疫調(diào)節(jié)、血管生成和成骨能力。殼聚糖/明膠/羥基磷灰石/鈦酸鋇復合壓電水凝膠能在體內(nèi)原位提供穩(wěn)定的內(nèi)源性電刺激。這種能提供原位電刺激的策略和裝置與傳統(tǒng)的有線電刺激方法相比，提供了一種新的選擇，對電刺激在組織工程的基礎研究和應用研究中具有重要意義。

壓電陶瓷因其可實現(xiàn)機械能與電能之間的雙向轉換，被廣泛應用于能量采集器、換能器、機器人等領域。隨著3D打印等增材制造技術的發(fā)展，傳統(tǒng)加工難以實現(xiàn)的復雜幾何結構逐步成為可能。本文綜述了壓電陶瓷器件中幾何形狀對能量轉換性能的影響，涵蓋多層結構、彎曲器、螺旋體、殼體、拓撲優(yōu)化結構及超材料等多種典型設計。為新型壓電器件的設計與制造提供參考。

壓電陶瓷簡介

壓電效應是機械能和電能的耦合，壓電材料在眾多關鍵技術中發(fā)揮著重要作用。其正向壓電效應廣泛應用于各類傳感器、超聲設備和能量采集器中；而逆向壓電效應則常用于高精度驅(qū)動器及高功率超聲系統(tǒng)。目前，壓電陶瓷市場估值約為20億美元，主要由含鉛陶瓷（如PZT）主導。與單晶材料相比，陶瓷具有更高的可加工性，能夠較容易地制備成多種復雜形狀，因此成為壓電材料研究與應用的核心方向。

壓電陶瓷形狀的設計

雖然壓電陶瓷長期以來一直以傳統(tǒng)設計的形式使用，例如圓盤、平板、環(huán)和管，但制造方法的進步使得具有復雜形狀以及電極和極化網(wǎng)絡的非傳統(tǒng)壓電陶瓷成為可能。

壓電元件的形狀會影響其振動模式，進而影響機電耦合因子的解析表達式，如下圖。長寬比與標準要求不同的壓電元件將產(chǎn)生多種振動模式的重疊響應。這使得在表征材料參數(shù)時阻抗譜的解釋變得復雜，并且需要進行額外的數(shù)據(jù)分析，尤其是當這些元件用作設備中的傳感器時。

壓電元件的幾何形狀會顯著影響其耦合系數(shù)類型與大小。例如，相比板狀或柱狀結構，薄圓盤在相同方向上的耦合系數(shù)較低。形狀由圓盤向柱或棒的轉變能夠增強縱向響應。長寬比的變化也會對測得的電荷系數(shù)（如 d??）產(chǎn)生影響。實驗中測得的“有效"d??值可能與材料固有的d??不同。例如，Barzegar 等發(fā)現(xiàn) PZT 薄圓盤的 d??值普遍降低約 30%。Stewart 等進一步發(fā)現(xiàn)，薄圓盤中的厚度效應使得軟 PZT 的 d??值降低，而硬 PZT 的值則升高。

此外，形狀相關的另一個關鍵因素是曲率。彎曲結構中，由 d?? 分量引起的位移在邊緣處更顯著，并且壓電正應力所產(chǎn)生的彎矩在曲面結構中明顯大于直線結構，從而進一步增強了壓電響應。

ZJ-4 型壓電測試儀（靜壓電系數(shù)d33測量儀）,薄膜PVDF壓電系數(shù)測試儀
關鍵詞:壓電,陶瓷材料,高分子,d33/d15,15圓管夾具

一、產(chǎn)品介紹：

ZJ-4型壓電測試儀（靜壓電系數(shù)d33測量儀）是為測量壓電材料的d33常數(shù)而設計的專用儀器，它可用來測量具有大壓電常數(shù)的壓電陶瓷，小壓電常數(shù)的壓電單晶及壓電高分子材料,PVDF薄膜壓樣品。ZJ-4擴展了D31塊體，D31薄膜拉伸夾具，D15條狀夾具，D15圓管夾具,本儀器是從事壓電材料及壓電元件生產(chǎn)、應用與研究部門的儀器。

二、參考標準:
GB3389.4-82《壓電陶瓷材料性能測試方法 縱向壓電應變常數(shù)d33的靜態(tài)測試》

GB/T3389.5-1995《壓電陶瓷材料性能測試方法 圓片厚度伸縮振動模式》

GB000?Tj1.1/T3389.4-1982《壓電陶瓷材料性能測試方法 柱體縱向長度伸縮振動模式》

GB/T 3389.7-1986《壓電陶瓷材料性能測試方法 強場介電性能的測試》

GB/T3389.8-1986《壓電陶瓷材料性能測試方法 熱釋電系數(shù)的測試

三、產(chǎn)品主要功能：

測量壓電材料的d33常數(shù)

測量具有大壓電常數(shù)的壓電陶瓷

測量小壓電常數(shù)的壓電單晶及壓電高分子材料

測量任意取向壓電單晶以及某些壓電器件的等效壓電d’33常數(shù)

薄膜PVDF壓電系數(shù)D33測試

D31塊體，D31薄膜拉伸夾具，D15條狀夾具，D15圓管夾具四套夾具

四、主要技術指標

d33測量范圍：

×1擋：  20 至6000pC/N

×0.1擋： 2 至400pC/N。

可以配套PZT-JH10/4/8/12型壓電極化裝置使用

可以配套ZJ-D33-YP15壓電壓片機使用
誤差：×1擋：±2%±1個數(shù)字，當d33在100到4000pC/N；

計量標定標準樣尺寸：18mm*0.8mm，老化時間：2-3年（評判壓電測試儀準確性能的重要依據(jù)之一）

提供壓電薄膜標準片：20*20MM

電壓保護：放電保護功能  

D31塊體，D31薄膜拉伸夾具，D15條狀夾具，D15圓管夾具
±5%±1個數(shù)字，當d33在10到200pC/N；
×0.1擋：±2%±1個數(shù)字，(當d33在10到200pC/N)
±5%±1個數(shù)字，當d33在10到20pC/N。
分辨率：   ×1擋：1 pC/N；×0.1擋：0.1 pC/N。
尺寸：施力裝置：Φ110×140mm；儀器本體：240×200×80mm。

頻率：110HZ

施加力：0.2 N
重量：施力裝置：約4公斤；  
儀器本體：2公斤。
電源：220伏，50赫，20瓦。