[发明专利]力‑电‑热耦合条件下铁电材料响应行为的测试系统

权利要求书

1.力-电-热耦合条件下铁电材料响应行为的测试系统，其特征是：

包括试验槽、力加载单元、电场加载单元、应力测量单元、应变测量单元、温度控制单元、数据采集单元和数据处理单元；其中，试验槽其内盛有不导电的流动型热传导介质，试验槽用来放置试样；力加载单元，用来对试样加载可控的力场；电场加载单元，用来对试样加载可控的电场；应力测量单元，用来测量试样产生的应力数据；应变测量单元，用来测量试样产生的应变数据；温度控制单元，用来调控试样所处环境的温度，即试验槽内不导电的流动型热传导介质的温度；数据采集单元，与电场加载单元、应力测量单元、应变测量单元和温度控制单元均相连，用来采集试样的电场数据、应力数据、应变数据和电场所处环境的温度数据；数据处理单元，用来对数据采集单元采集的数据进行处理，获得试样的响应行为。

2.如权利要求1所述的力-电-热耦合条件下铁电材料响应行为的测试系统，其特征是：

所述的力加载单元包括作动器、力传导机构和力控制器，作动器的加载力通过力传导机构施加于试样上，力控制器用来控制作动器的加载速率和加载力的大小。

3.如权利要求2所述的力-电-热耦合条件下铁电材料响应行为的测试系统，其特征是：

所述的力传导机构包括一限位框架、一力传导调节件和一力传导主体，力传导调节件置于限位框架内，力传导主体连接于力传导调节件下方，力传导调节件用来调整力传导主体的角度。

4.如权利要求3所述的力-电-热耦合条件下铁电材料响应行为的测试系统，其特征是：

所述的力传导调节件顶部设穹顶，力传导调节件底部和限位框架的接触处设橡胶垫圈，位于限位框架两侧的角度调节件穿过限位框架，并与力传导调节件接触。

5.如权利要求1所述的力-电-热耦合条件下铁电材料响应行为的测试系统，其特征是：

所述的电场加载单元包括上电极、下电极、高压功率放大器、信号发生器和静电计，上电极设于力加载单元底部，且与力加载单元底部间设有上绝缘层；下电极固定于试验槽底部，且与试验槽底部间设有下绝缘层；信号发生器连接高压功率放大器，高压功率放大器连接下电极，静电计连接上电极。

6.如权利要求1所述的力-电-热耦合条件下铁电材料响应行为的测试系统，其特征是：

所述的应力测量单元为力传感器，当所述的力加载单元包括作动器、力传导机构和力控制器时，其设于作动器和力传导机构之间。

7.如权利要求1所述的力-电-热耦合条件下铁电材料响应行为的测试系统，其特征是：

所述的应变测量单元包括位移传感器、位移传感器横梁、第一减震弹簧和第二减震弹簧，位移传感器以可拆迁方式固定于位移传感器横梁上，位移传感器横梁水平穿过力传导机构，位移传感器横梁两端分别设第一减震弹簧和第二减震弹簧，第一减震弹簧和第二减震弹簧分别固定于一对支架上。

8.如权利要求1所述的力-电-热耦合条件下铁电材料响应行为的测试系统，其特征是：

所述的温度控制单元包括加热模块、温度传感器和温度控制器，加热模块和温度传感器置于试验槽内，加热模块和温度传感器均连接温度控制器。

9.如权利要求1所述的力-电-热耦合条件下铁电材料响应行为的测试系统，其特征是：

所述的数据采集单元为多通道采集卡。

10.如权利要求1所述的力-电-热耦合条件下铁电材料响应行为的测试系统，其特征是：

所述的数据处理单元包括Sawyer-Tower电路，其用来根据电场数据计算试样的极化强度。