ZJ-3型壓電測試儀助力---【材料】同時具有壓電性和壓光性的多功能應(yīng)力發(fā)光發(fā)電材料LiNbO3:Pr3+

【材料】同時具有壓電性和壓光性的多功能應(yīng)力發(fā)光發(fā)電材料LiNbO3:Pr3+

某些固體在沿一定方向受到外力的作用時內(nèi)部會產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在它的兩個相對表面出現(xiàn)正負(fù)相反的電荷。相反，當(dāng)在電介質(zhì)的極化方向施加電場，這些電介質(zhì)也會發(fā)生變形，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)（piezoelectric），1880年由法國居里兄弟發(fā)現(xiàn)。壓電材料具有機(jī)械能與電能之間轉(zhuǎn)換和逆轉(zhuǎn)換的功能，所以這種機(jī)-電耦合效應(yīng)使壓電材料在工程中得到廣泛的應(yīng)用。

機(jī)械力也可以在很多固體中產(chǎn)生光，遠(yuǎn)在中世紀(jì)，人們就發(fā)現(xiàn)地震時巖石斷裂發(fā)光以及刀在方糖表面迅速劃過時的摩擦發(fā)光現(xiàn)象。根據(jù)引起機(jī)械發(fā)光的機(jī)制，機(jī)械發(fā)光可以分為摩擦發(fā)光和形變發(fā)光。后者根據(jù)形變的程度和可恢復(fù)度又可以分為斷裂發(fā)光（破壞性機(jī)械發(fā)光）和形變發(fā)光（非破壞性機(jī)械發(fā)光）。非破壞性機(jī)械發(fā)光包括彈性變形發(fā)光和部分塑性變形發(fā)光。彈性變形發(fā)光，即應(yīng)力發(fā)光，是指材料在受到外部力學(xué)刺激的情況下釋放出光能的現(xiàn)象，該現(xiàn)象具有發(fā)光強(qiáng)度與施加的機(jī)械形變能成正比的特點，同時應(yīng)力發(fā)光的這一特性具有極大的應(yīng)用前景。應(yīng)力發(fā)光的研究始于1990年代末期日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所（AIST）的徐超男（Chao-Nan Xu）博士在應(yīng)力發(fā)光材料開發(fā)中的突破。她的研究團(tuán)隊已經(jīng)開發(fā)出從遠(yuǎn)紅外到可見光的全光譜高強(qiáng)度應(yīng)力發(fā)光材料，實現(xiàn)了非破壞性應(yīng)力檢測和應(yīng)力場的可視化，展示了其在人工智能、橋梁建筑物、發(fā)電站輸油管道等各領(lǐng)域減災(zāi)防災(zāi)的應(yīng)用前景。

徐教授的研究團(tuán)隊zui近發(fā)現(xiàn)，在作為壓電材料而廣為人知的LiNbO₃母體中加入稀土金屬Pr³⁺離子并調(diào)控Li/Nb比得到LiNbO₃：Pr³⁺材料能發(fā)出異乎尋常的紅色應(yīng)力發(fā)光（Figure 1）。該應(yīng)力發(fā)光遠(yuǎn)遠(yuǎn)*已知壓電材料的發(fā)光強(qiáng)度，同時具有高敏感性，能無閾值檢測極小的應(yīng)變（Figure 2）。這一同時具有壓電性和壓光性的多功能高感度應(yīng)力發(fā)光發(fā)電材料可謂理想材料，廣泛應(yīng)用于微小的應(yīng)變檢測、損害診斷、電-力-光能轉(zhuǎn)換、光電子多功能控制等方面。

Figure 1. Comparison of ML intensities for Li_xNbO₃:Pr³⁺ with different x values: (a) ML curves and photographs, (b) dependence of ML intensities on the x value, and (c) change of lattice constants with x.

Figure 2. ML response of the Li_1.00NbO₃:Pr³⁺ sheet during five repetitions of the tensile strain test.

我們?yōu)槟闾峁?span style="color:red">材料表征測量的一系列產(chǎn)品：

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*表征：壓電材料d33測量儀

1、ZJ-3型壓電測量儀

2、ZJ-4型d33測量儀

3、ZJ-5型積層壓電測試儀

4、ZJ-6型靜壓電d33/d31/d15測量儀

5、ZJ-7型高溫壓電測試儀

★壓電極化裝置

1、PZT-JH10/4壓電極化裝置（10KV以下壓電陶瓷同時極化1-4片）

2、PZT-JH10/8壓電極化裝置（10KV以下壓電陶瓷同時極化1-8片）

3、PZT-JH20/8高壓電極化裝置（20KV以下壓電陶瓷同時極化1-8片）

4、PZT-FJH20  /3高壓真空，空氣極化裝置（20KV以下壓電陶瓷及壓電薄膜1-3片試樣）

★    壓電制樣裝置

1、ZJ-D33-YP15壓電陶瓷壓片機(jī)（壓力范圍: 0--15T，0-24T，0-30T，0-40T2

2、ZJ-D33-SYP30電動型壓電陶瓷壓片機(jī)（壓力范圍: 0--15T，0-24T，0-30T，0-40T）

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第二表征  鐵電材料測量系統(tǒng)及電滯回線測量系統(tǒng)

1、ZT-4C型綜合鐵電測量系統(tǒng)

2、JKZT-10A鐵電材料綜合參數(shù)測試儀

3、JKGT-G300高溫鐵電材料測量系統(tǒng)

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第三表征   熱電材料分析測量系統(tǒng)及塞貝克系數(shù)測試儀

1、BKTEM-Dx熱電性能分析系統(tǒng)

2、BKTEM-Dx熱電器件性能分析系統(tǒng)

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第四表征 介電材料測試系統(tǒng)

1、            常溫介電測量系統(tǒng)，常溫介電材料測試儀

2、            高溫介電測量系統(tǒng)，高溫介電材料測試裝置

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第四表征磁性材料測試系統(tǒng)