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JIS R 1682:2007 ファインセラミックスの高電界における電界誘起ひずみの測定方法 | ページ 2

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R 1682 : 2007
    変換ボードなどの機器を用いる。
e) 試料ホルダ 試料の両面の電極に電界を印加した状態で安定に保持できる構造をもつ。試料は,水平
    又は鉛直に保持する。試料ホルダへの試料の設置は,板状試料を試料台及び可動接触子で挟むことに
    よって行う。試料台の先端形状は,平たん(坦)な円形であり,その直径は試料の大きさの30 %以下
    であることが望ましい。また,可動接触子の先端形状は,曲率半径2 mm以下の球面が望ましい。水
    平保持式の試料ホルダの構造例を,図3に示す。図の例では,導電性をもつ鋼製の本体に,試料台(金
    めっき加工した黄銅製)を埋め込む。可動接触子(金めっき加工した黄銅製)は,直動ベアリングに
    よって支持してある。可動接触子と本体とを絶縁するため,直動ベアリングを,合成樹脂製の上部固
    定板に埋め込んだ構造となっている。
f)  試料ホルダの設置雰囲気 床からの振動によるかく乱を避けるため,除振台の上に試料ホルダを設置
    し,更に,空気振動又は気流によるかく乱を避け,試料を一定温度に保つため,試料ホルダを合成樹
    脂製カバーなどを用いて覆うことが望ましい。また,高電圧印加時の放電防止及び試料温度を一定に
    保つために,試料を絶縁性の油に浸せきしてもよいが,非接触式の変位センサを用いる場合には可動
    接触子の試料に接する側と反対側の端面が油に浸らないように留意する。
              電界
             電界
              (MV/m)
             (MV/m)                                      周波数     0.25HzHz
                                                                f = 0.25
                                                          周波数f=
                                                         Emax=
                                                         Emax= 12  -2 MV/m
                                                                 1 MV/m
                Emax
                Emax
                    00
                      00        22        44
                                                                 時間(s)
                                                                 時間 (s)
                                   図2−印加波形の例

――――― [JIS R 1682 pdf 6] ―――――

                                                                                              5
                                                                                   R 1682 : 2007
                                 図3−試料ホルダの構造例

7.3 装置の校正

  圧電特性及び最大ひずみ量(Smax)が既知の比較試料を用いて,装置の動作試験を行う。測定条件及び測定
手順は,それぞれ箇条8及び箇条9に示す。比較試料について,印加電界1 MV/mで測定したSmaxが,添
付されたデータの範囲内であれば,測定系の精度は,確保されていると考えてよい。範囲外の場合は,可
動接触子の動作を確認し,異常がなければ,信号発生器,高圧電源及び変位計の校正を行う。

8 測定条件

  印加する電界は,分極時の電界印加方向と一致した方向だけに電界をかけるユニポーラ測定とする。分
極方向と反対方向に電界を印加しないよう注意する。
  印加波形は,三角波を用い,電界0から出発して最大印加電界に達した後に電圧を降下し,0に戻るま
でを1回の測定とする。この場合,周波数fは,電界0から出発して電界0に戻るまでの時間の逆数で定
義される。最大印加電界は,2 MV/m以下で所定の値を選定する。繰返し測定の時間間隔は任意でよい。

9 測定手順

  測定手順は,次による。
a) 試料の厚さを,マイクロメータによって1/100 mmの単位まで測定する。3回繰返し測定し,平均値を
    算出する。
b) 試料を,試料ホルダに保持する。
c) 測定は,所定の最大印加電界について連続して5回行い,そのうちの3,4,5回目の測定データを採
    用する。電界−ひずみ曲線の測定データは,1回の測定当たり100点以上を採取することが望ましい。

10 測定結果の解析

  電界−ひずみ曲線から,図4に示す方法で次に示すパラメータを求める。有効数字は3けたが望ましい。
Smax(無次元),Emax(V/m),dmax(m/V),Eh (V/m),Sh(無次元),Hmax(無次元)及びSr(無次元)。

――――― [JIS R 1682 pdf 7] ―――――

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R 1682 : 2007
                   Strain
                   ひずみ量
                                                          dmax= Smax/Emax
                                                          dmax=Smax/Emax
                Smax
                Smax                                      Hmax=Sh/Smax
                                                          Hmax= Sh/Smax
                                  Sh
                                  Sh
                 SrSr
                     00            Eh
                                   Eh                Emax
                                                     Emax     E-field (MV/m)
                                                               電界 (MV/m)
                                図4−電界−ひずみ曲線の解析方法

11 測定結果の報告

  測定の結果は,次の項目について報告する。
a) この規格の規格番号
b) 測定年月日,測定担当者名及び気温・湿度
c) 試料の種類,材質,形状及び厚さの測定データ
d) 測定装置(測定系の概略及び写真,測定機器リスト,試料ホルダの構造図及び写真並びに試料ホルダ
    の設置雰囲気)
e) 測定条件(最大印加電圧,最大印加電界及び繰返し測定の時間間隔)
f)  測定データ(3,4,5回目の電界−ひずみ曲線,f,Smax,Emax,dmax,Eh,Sh,Hmax及びSr)
参考文献 EN 50324-1,Piezoelectric properties of ceramic materials and components−Terms and definitions
          EN 50324-2,Piezoelectric properties of ceramic materials and components−Methods of measurement
              −Low power

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