壓電材料多向極化夾具的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種壓電材料多向極化夾具，包括絕緣腔體、夾持機(jī)構(gòu)和凸輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，夾持機(jī)構(gòu)包括絕緣套、上電極、支撐板和導(dǎo)柱；絕緣套內(nèi)中間位置處設(shè)置有穿過絕緣套和絕緣腔體的下電極，支撐板的中間位置處設(shè)置有螺紋孔，螺紋孔中螺紋連接有行程螺釘，位于上電極與絕緣套之間的一段導(dǎo)柱上套裝有彈簧；上電極為底部設(shè)置有第一凹槽的長(zhǎng)方體形狀，第一凹槽橫截面的形狀為半圓形，下電極為頂部設(shè)置有第二凹槽且頂部邊沿倒有斜角的圓柱體形狀，第二凹槽縱截面的形狀為長(zhǎng)方形；凸輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括凸輪和凸輪軸。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)新穎合理，適用于不同形狀的壓電材料樣品，且能夠進(jìn)行多向極化實(shí)驗(yàn)，夾緊力可靠可調(diào)可控，不易損傷樣品，實(shí)用性強(qiáng)。
【專利說明】壓電材料多向極化夾具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電介質(zhì)材料的極化【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種壓電材料多向極化夾具。
【背景技術(shù)】
[0002]極化是在外電場(chǎng)的作用下，電介質(zhì)內(nèi)部沿電場(chǎng)方向產(chǎn)生偶極矩，在電介質(zhì)表面出現(xiàn)極化電荷的現(xiàn)象，是電介質(zhì)基本電學(xué)行為之一，對(duì)電介質(zhì)材料尤其是壓電材料的性能有很大的影響。對(duì)于壓電材料，極化在其性能測(cè)試、加工應(yīng)用等各領(lǐng)域不可或缺，有著極其重要的作用。隨著對(duì)壓電材料的各方面研究不斷深入，壓電材料技術(shù)進(jìn)步的同時(shí)，對(duì)極化技術(shù)提出了更高的要求，尤其是一些復(fù)雜切型或高應(yīng)用性的樣品，其幾何形狀趨于復(fù)雜，極化方向多變，極化電壓較高，傳統(tǒng)的被電極焊線技術(shù)存在焊線困難、易脫落、沿面放電等各種缺陷，已不能滿足用戶更高的極化需求。
[0003]當(dāng)前常用的極化裝置，多為用戶自行搭建，在極化夾具上的設(shè)計(jì)比較粗糙，上下電極形狀設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，功能單一，不能實(shí)現(xiàn)不同形狀的樣品在不同方向上的極化，此外現(xiàn)有技術(shù)中大多采用簡(jiǎn)單的彈簧夾持方式，夾緊力不可調(diào)不可控，夾持可靠度不高。因此急需一種能普遍適用于不同形狀不同性質(zhì)的樣品、滿足沿不同方向極化的需求、夾持可靠且可調(diào)可控的極化夾具。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種壓電材料多向極化夾具，其設(shè)計(jì)新穎合理，適用于不同形狀的壓電材料樣品，且能夠進(jìn)行多向極化實(shí)驗(yàn)，夾緊力可靠可調(diào)可控，不易損傷樣品，實(shí)用性強(qiáng)，便于推廣使用。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種壓電材料多向極化夾具，其特征在于:包括裝有絕緣油的絕緣腔體、設(shè)置在絕緣腔體內(nèi)部的夾持機(jī)構(gòu)和設(shè)置在絕緣腔體底部的凸輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述夾持機(jī)構(gòu)包括從下到上依次水平設(shè)置的絕緣套、上電極和支撐板，以及從下到上依次穿過絕緣腔體、絕緣套、上電極和支撐板的導(dǎo)柱；所述絕緣套的底面與絕緣腔體內(nèi)底面相接觸，所述絕緣套內(nèi)中間位置處設(shè)置有從上到下依次穿過絕緣套和絕緣腔體的下電極，所述導(dǎo)柱的下部與絕緣腔體固定連接，所述導(dǎo)柱的上部與支撐板固定連接，所述支撐板的中間位置處設(shè)置有螺紋孔，所述螺紋孔中螺紋連接有用于對(duì)上電極的位置進(jìn)行上下調(diào)節(jié)的行程螺釘，位于上電極與絕緣套之間的一段導(dǎo)柱上套裝有彈簧；所述上電極為底部設(shè)置有第一凹槽的長(zhǎng)方體形狀，所述第一凹槽橫截面的形狀為半圓形，所述下電極為頂部設(shè)置有第二凹槽且頂部邊沿倒有斜角的圓柱體形狀，所述第二凹槽縱截面的形狀為長(zhǎng)方形；所述凸輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括頂面與下電極的底面相接觸的凸輪和連接在凸輪上的凸輪軸。
[0006]上述的壓電材料多向極化夾具，其特征在于:所述絕緣腔體的底部設(shè)置有活塞。
[0007]上述的壓電材料多向極化夾具，其特征在于:所述導(dǎo)柱的數(shù)量為兩根。[0008]上述的壓電材料多向極化夾具，其特征在于:所述導(dǎo)柱的下部設(shè)置有用于頂卡在絕緣套上的下臺(tái)階，所述導(dǎo)柱的下部設(shè)置有螺紋且通過第一螺母與絕緣腔體固定連接；所述導(dǎo)柱的上部設(shè)置有用于頂卡在支撐板上的上臺(tái)階，所述導(dǎo)柱的上部設(shè)置有螺紋且通過第二螺母與支撐板固定連接。
[0009]上述的壓電材料多向極化夾具，其特征在于:所述絕緣套橫截面的形狀為U形。
[0010]上述的壓電材料多向極化夾具，其特征在于:所述下電極頂部邊沿倒有的斜角的角度為30°~60°。
[0011]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0012]1、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)新穎合理，實(shí)現(xiàn)方便且成本低。
[0013]2、本實(shí)用新型在一定尺寸范圍內(nèi)普遍適用于不同形狀乃至各種極端形狀的壓電材料樣品，并能夠滿足在不同極化方向進(jìn)行極化實(shí)驗(yàn)的要求。
[0014]3、本實(shí)用新型通過順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)行程螺釘，控制上電極的上下移動(dòng)，導(dǎo)柱對(duì)上電極的行程進(jìn)行導(dǎo)向，導(dǎo)柱上的上臺(tái)階限制了上電極的上行程，絕緣套限制了上電極的下行程；凸輪支撐下電極，凸輪通過凸輪軸由人力驅(qū)動(dòng)或外設(shè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，凸輪的不同位置控制下電極的行程；上電極與下電極的行程可靠可調(diào)可控，互不干擾，能夠相互配合夾持壓電材料樣品，夾緊力可靠可調(diào)可控，不易損傷樣品。
[0015]4、本實(shí)用新型 上電極與下電極的運(yùn)動(dòng)過程以及壓電材料樣品的極化過程中，絕緣套輔助支撐壓電材料樣品，能夠起到保護(hù)壓電材料樣品的作用。
[0016]5、本實(shí)用新型的功能完備，實(shí)用性強(qiáng)，使用效果好，便于推廣使用。
[0017]綜上所述，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)新穎合理，適用于不同形狀的壓電材料樣品，且能夠進(jìn)行多向極化實(shí)驗(yàn)，夾緊力可靠可調(diào)可控，不易損傷樣品，實(shí)用性強(qiáng)，便于推廣使用。
[0018]下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型的主視圖。
[0020]圖2為圖1的A-A剖視圖。
[0021]圖3為圖1的俯視圖。
[0022]附圖標(biāo)記說明:
[0023]I一行程螺釘；2—支撐板；3—導(dǎo)柱；
[0024]4 一上電極；5—彈簧；6—絕緣腔體；
[0025]7—絕緣套；8—下電極；9一活塞；
[0026]10—凸輪；11—凸輪軸；12—絕緣油；
[0027]13—第一螺母；14一第二螺母。
【具體實(shí)施方式】
[0028]如圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)用新型包括裝有絕緣油12的絕緣腔體6、設(shè)置在絕緣腔體6內(nèi)部的夾持機(jī)構(gòu)和設(shè)置在絕緣腔體6底部的凸輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),所述夾持機(jī)構(gòu)包括從下到上依次水平設(shè)置的絕緣套7、上電極4和支撐板2，以及從下到上依次穿過絕緣腔體6、絕緣套7、上電極4和支撐板2的導(dǎo)柱3 ;所述絕緣套7的底面與絕緣腔體6內(nèi)底面相接觸，所述絕緣套7內(nèi)中間位置處設(shè)置有從上到下依次穿過絕緣套7和絕緣腔體6的下電極8，所述導(dǎo)柱3的下部與絕緣腔體6固定連接，所述導(dǎo)柱3的上部與支撐板2固定連接，所述支撐板2的中間位置處設(shè)置有螺紋孔，所述螺紋孔中螺紋連接有用于對(duì)上電極4的位置進(jìn)行上下調(diào)節(jié)的行程螺釘1，位于上電極4與絕緣套7之間的一段導(dǎo)柱3上套裝有彈簧5 ;所述上電極4為底部設(shè)置有第一凹槽的長(zhǎng)方體形狀，所述第一凹槽橫截面的形狀為半圓形，所述下電極8為頂部設(shè)置有第二凹槽且頂部邊沿倒有斜角的圓柱體形狀，所述第二凹槽縱截面的形狀為長(zhǎng)方形；所述凸輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括頂面與下電極8的底面相接觸的凸輪10和連接在凸輪10上的凸輪軸11。
[0029]本實(shí)施例中,所述絕緣腔體6的底部設(shè)置有活塞9,活塞9用于排放絕緣油12。
[0030]本實(shí)施例中，所述導(dǎo)柱3的數(shù)量為兩根。所述導(dǎo)柱3的下部設(shè)置有用于頂卡在絕緣套7上的下臺(tái)階，所述導(dǎo)柱3的下部設(shè)置有螺紋且通過第一螺母13與絕緣腔體6固定連接；所述導(dǎo)柱3的上部設(shè)置有用于頂卡在支撐板2上的上臺(tái)階，所述導(dǎo)柱3的上部設(shè)置有螺紋且通過第二螺母14與支撐板2固定連接。
[0031]本實(shí)施例中，所述絕緣套7橫截面的形狀為U形。所述下電極8頂部邊沿倒有的斜角的角度為30°?60°。
[0032]具體實(shí)施時(shí)，所述絕緣油12采用甲基硅油；所述絕緣腔體6、絕緣套7、支撐板2、行程螺釘1、彈簧5和導(dǎo)柱3均采用絕緣材料制成；所述上電極4和下電極8均可以采用銅、銀/金、鉬或其他導(dǎo)電性良好的金屬或合金制成；所述上電極4的上端面和第一凹槽內(nèi)的圓弧內(nèi)表面均可以做極化電極，所述下電極8的上端面、斜角表面和第二凹槽內(nèi)的長(zhǎng)方形內(nèi)表面均可以做極化電極。
[0033]本實(shí)用新型使用時(shí)，上電極4和下電極8分別通過導(dǎo)線連接外設(shè)電源的正極和負(fù)極，通過順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)行程螺釘I，控制上電極4的上下移動(dòng)，導(dǎo)柱3對(duì)上電極4的行程進(jìn)行導(dǎo)向，導(dǎo)柱3上的上臺(tái)階限制了上電極4的上行程，絕緣套7限制了上電極4的下行程，即上電極4只能在導(dǎo)柱3上的上臺(tái)階的下端面與絕緣套7的上端面之間上下移動(dòng)；凸輪10支撐下電極8，凸輪10通過凸輪軸11由人力驅(qū)動(dòng)或外設(shè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，凸輪10的不同位置控制下電極8的行程。絕緣套7在上電極4、下電極8的運(yùn)動(dòng)過程和壓電材料樣品的極化過程中輔助支撐壓電材料樣品，起保護(hù)作用。
[0034]對(duì)于板狀、片狀或塊狀的壓電材料樣品，首先，通過驅(qū)動(dòng)凸輪10調(diào)節(jié)下電極8的高度，使下電極8的上端面略高于絕緣套7，將壓電材料樣品置于下電極8的上端面上；然后，通過旋轉(zhuǎn)行程螺釘1，調(diào)節(jié)上電極4的高度，使上電極4的下端面與下電極8的上端面配合夾持壓電材料樣品，通過外設(shè)電源加壓實(shí)現(xiàn)壓電材料樣品厚度方向的極化。
[0035]對(duì)于條狀或棒狀的壓電材料樣品，首先，通過驅(qū)動(dòng)凸輪10調(diào)節(jié)下電極8的高度，使下電極8保持在最低位置，將壓電材料樣品置于下電極8上的第二凹槽內(nèi)；然后，通過旋轉(zhuǎn)行程螺釘1，調(diào)節(jié)上電極4的高度，使壓電材料樣品立于上電極4的第一凹槽內(nèi)的圓弧內(nèi)表面與下電極8的第二凹槽內(nèi)的長(zhǎng)方形內(nèi)表面之間，通過外設(shè)電源加壓實(shí)現(xiàn)壓電材料樣品長(zhǎng)度方向的極化。
[0036]對(duì)于環(huán)狀或其他有內(nèi)孔的壓電材料樣品，首先，通過驅(qū)動(dòng)凸輪10調(diào)節(jié)下電極8的高度，使下電極8的斜角表面略高于絕緣套7，壓電材料樣品的內(nèi)孔配合下電極8的斜角表面放置；然后，通過旋轉(zhuǎn)行程螺釘1，調(diào)節(jié)上電極4的高度，使上電極4的第一凹槽內(nèi)的圓弧內(nèi)表面與壓電材料樣品的外邊沿相接觸,上電極4與下電極8配合夾持壓電材料樣品，通過外設(shè)電源加壓實(shí)現(xiàn)壓電材料樣品徑向的極化。
[0037]另外，通過調(diào)節(jié)上電極4與下電極8的行程，上電極4與下電極8相配合，還可以實(shí)現(xiàn)一些異形材料諸如凹面體、凸面體、圓錐體等在不同方向的極化。
[0038]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種壓電材料多向極化夾具，其特征在于:包括裝有絕緣油(12)的絕緣腔體(6)、設(shè)置在絕緣腔體(6)內(nèi)部的夾持機(jī)構(gòu)和設(shè)置在絕緣腔體(6)底部的凸輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述夾持機(jī)構(gòu)包括從下到上依次水平設(shè)置的絕緣套(7)、上電極(4)和支撐板(2)，以及從下到上依次穿過絕緣腔體(6)、絕緣套(7)、上電極(4)和支撐板(2)的導(dǎo)柱(3);所述絕緣套(7)的底面與絕緣腔體(6)內(nèi)底面相接觸，所述絕緣套(7)內(nèi)中間位置處設(shè)置有從上到下依次穿過絕緣套(7)和絕緣腔體(6)的下電極(8)，所述導(dǎo)柱(3)的下部與絕緣腔體(6)固定連接，所述導(dǎo)柱(3)的上部與支撐板(2)固定連接，所述支撐板(2)的中間位置處設(shè)置有螺紋孔，所述螺紋孔中螺紋連接有用于對(duì)上電極(4)的位置進(jìn)行上下調(diào)節(jié)的行程螺釘(1)，位于上電極(4)與絕緣套(7)之間的一段導(dǎo)柱(3)上套裝有彈簧(5);所述上電極(4)為底部設(shè)置有第一凹槽的長(zhǎng)方體形狀，所述第一凹槽橫截面的形狀為半圓形，所述下電極(8)為頂部設(shè)置有第二凹槽且頂部邊沿倒有斜角的圓柱體形狀，所述第二凹槽縱截面的形狀為長(zhǎng)方形；所述凸輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括頂面與下電極(8)的底面相接觸的凸輪(10)和連接在凸輪(10)上的凸輪軸(11)。
2.按照權(quán)利要求1所述的壓電材料多向極化夾具，其特征在于:所述絕緣腔體(6)的底部設(shè)直有活塞(9 )。
3.按照權(quán)利要求1所述的壓電材料多向極化夾具，其特征在于:所述導(dǎo)柱(3)的數(shù)量為兩根。
4.按照權(quán)利要求1或3所述的壓電材料多向極化夾具，其特征在于:所述導(dǎo)柱(3)的下部設(shè)置有用于頂卡在絕緣套(7)上的下臺(tái)階，所述導(dǎo)柱(3)的下部設(shè)置有螺紋且通過第一螺母(13)與絕緣腔體(6)固定連接；所述導(dǎo)柱(3)的上部設(shè)置有用于頂卡在支撐板(2)上的上臺(tái)階，所述導(dǎo)柱(3)的上部設(shè)置有螺紋且通過第二螺母(14)與支撐板(2)固定連接。
5.按照權(quán)利要求1所述的壓電材料多向極化夾具，其特征在于:所述絕緣套(7)橫截面的形狀為U形。
6.按照權(quán)利要求1所述的壓電材料多向極化夾具，其特征在于:所述下電極(8)頂部邊沿倒有的斜角的角度為30°?60°。
【文檔編號(hào)】H01L41/257GK203690347SQ201420056392
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年1月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月29日
【發(fā)明者】史翔, 杜慧玲, 陳劍, 王發(fā)棟, 徐志蓬 申請(qǐng)人:西安科技大學(xué)