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果果仪器电卡效应测试系统交付,助力铁电材料电卡效应精准表征

发表时间:2026/8/7 15:42:25

近日,果果仪器顺利完成一项重要交付——为某科研用户提供电卡效应测试系统(定制型号)。该测试系统基于直接法测试原理,通过施加或去除材料上的高压电场,实时监测材料表面的温度变化。系统集成真空模块、高压模块与多通道温度数据采集模块,适用于铁电/反铁电陶瓷、薄膜及块体材料在变温环境下的电卡效应精准表征。



客户需求:填补电卡效应直接法测试的装备空白

电卡效应是电介质材料在施加或去除电场时产生可逆温度变化的现象,是固态制冷技术的核心物理基础。该用户的测试场景涉及铁电/反铁电材料在不同温度和高压电场下的电卡效应表征,面临以下核心挑战:

❶ 直接法测试需求迫切:电卡效应的测试方法分为间接法与直接法,间接法通过Maxwell关系式计算得出,而直接法才是直接测量材料等温熵变或绝热温变的可靠手段。该用户需要基于直接法原理构建测试系统,以获取真实的电卡效应数据。


❷ 高压电场施加困难:电卡效应需要在外加电场作用下诱发材料极化状态变化,测试过程中需在材料两端施加0~10kV的高压电场,对高压模块的稳定性与安全性提出非常高的要求。


❸ 微弱温度信号采集精度不足:电卡效应引起的材料温度变化幅度通常较小(毫开尔文至数开尔文级别),需要高分辨率温度传感器与精密的数据采集模块,常规温度测量设备难以满足精度要求。


❹ 变温环境控制缺失:电卡效应与材料相变行为密切相关,需要在不同温度背景下测试材料的电卡响应,常规设备难以在变温过程中实现稳定的温度控制与同步数据采集。


❺ 真空环境保障:高压电场测试中,空气击穿会干扰实验数据并带来安全隐患;同时部分材料在测试过程中需隔绝水氧,对真空腔体的密封性和真空度有严格要求。


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解决方案:果果仪器电卡效应测试系统

果果仪器为该用户定制开发的电卡效应测试系统,在单一平台上集成了真空模块、高压模块与多通道温度数据采集模块,核心参数如下:

• 温度范围:RT ~ 120℃(定制温箱)

• 采集温度分辨率:0.01℃

• 高压范围:0~10kV

• 真空度:<10Pa

• 温度传感器:PT100×8

• 导热胶:10g×3

• 上位机软件:集成热电偶测试程序


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样品制备夹具


三大核心优势  


优势一:直接法测试原理,数据真实可靠

区别于间接法通过计算推导电卡效应,果果仪器电卡效应测试系统采用直接法进行测量。系统通过高压模块在材料两端施加电场,同时由多路PT100温度传感器实时采集材料表面的温度变化。这种直接测量方式避免了间接法引入的计算误差,确保电卡效应数据真实反映材料的本征性能。


优势二:八通道高精度温度采集,精准捕捉微弱温变

系统配备8路PT100温度传感器,采集温度分辨率达0.01℃。多通道配置可同时监测样品不同位置的温度响应,全面捕捉电卡效应引起的微弱温度变化。配合定制温箱实现RT~120℃范围内的精准控温,为电卡效应的温度依赖性研究提供可靠的数据支撑。


优势三:0~10kV高压模块与真空腔体,保障测试安全与数据纯净

系统集成0~10kV高压模块,满足铁电/反铁电材料电卡效应测试对高电场的需求。配合真空度<10Pa的测试真空腔,有效避免高压电场下的空气击穿风险,同时隔绝水氧干扰,确保高温或高电场环境下实验数据的安全性与可靠性。


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交付现场:安装调试与操作培训

果果仪器技术团队完成设备安装与调试后,就系统操作、高压模块使用规范、温控程序设置、数据采集软件操作等环节开展了专项培训,确保用户研究人员能够快速上手、独立开展电卡效应测试实验。


本次交付的电卡效应测试系统将正式纳入用户的材料电学性能表征设备体系,支撑其在铁电/反铁电材料电卡效应、固态制冷材料研发等方向的前沿研究工作。


部分测试数据  


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