一種溫度可控的極化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及極化領(lǐng)域，尤其涉及一種對(duì)無(wú)鉛壓電陶瓷片、無(wú)鉛壓電薄膜或者無(wú)鉛壓電厚膜進(jìn)行極化的溫度可控的極化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]壓電陶瓷具有正壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)。由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的效應(yīng)為正壓電效應(yīng)，由電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效應(yīng)為逆壓電效應(yīng)。壓電陶瓷由于制作簡(jiǎn)單，成本低廉及換能效率高等特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展十分迅速，并廣泛應(yīng)用于電子，光，熱，聲學(xué)等領(lǐng)域，成為國(guó)防工業(yè)，民用工業(yè)以及日常生活中重要的功能材料。但是傳統(tǒng)的壓電陶瓷均為鉛基壓電陶瓷，其主要成分為PbO (高達(dá)60%?70%以上)，由于PbO是一種易揮發(fā)的有毒物質(zhì)，在高溫?zé)Y(jié)時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的揮發(fā)，不但使得PZT陶瓷的化學(xué)計(jì)量比發(fā)生偏差，性能難以穩(wěn)定控制，而且造成對(duì)環(huán)境的鉛污染，給人類健康帶來(lái)很大危害。另外某些鉛基壓電陶瓷被廢棄后因管理不善而被丟棄在大自然中，給人類及生態(tài)環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的危害，這與人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展相悖。無(wú)鉛壓電陶瓷在制備、使用及廢棄后處理過(guò)程中不產(chǎn)生可能對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)，且材料的制備工藝具有耗能少等環(huán)境協(xié)調(diào)性特征，取代含鉛壓電陶瓷器件將具有重要科學(xué)意義，能產(chǎn)生巨大社會(huì)效益。
[0003]所謂極化，就是在壓電陶瓷上加一個(gè)強(qiáng)直流電場(chǎng)或電壓，使陶瓷中的電疇沿電場(chǎng)方向取向排列。在極化工序處理以前，陶瓷內(nèi)各電疇的自發(fā)極化方向的分布是混亂的，所以，陶瓷內(nèi)的極化強(qiáng)度為零，陶瓷無(wú)壓電效應(yīng)。經(jīng)過(guò)極化工藝處理后，各電疇的自發(fā)極化在一定程度上按外電場(chǎng)取向排列，所以陶瓷內(nèi)的極化強(qiáng)度不在為零，陶瓷就出現(xiàn)壓電效應(yīng)。要使壓電陶瓷得到完善的極化，充分發(fā)揮其壓電性能，就必須合理的選擇極化條件，即極化電場(chǎng)(樣品單位長(zhǎng)度上的極化電壓)，極化溫度和極化時(shí)間。
[0004]但是，目前現(xiàn)有的極化裝置功能單一，使用加熱爐作為配套裝置，不能實(shí)現(xiàn)極化溫度可調(diào)可控，且壓電陶瓷片裸露在空氣中極化，不但容易造成壓電陶瓷擊穿，使成品合格率降低，而且在操作工程中極不安全，不適用實(shí)驗(yàn)室和企業(yè)研發(fā)等場(chǎng)所的要求。因此需要提供一種極化溫度可調(diào)可控，在極化的過(guò)程中，能使陶瓷與空氣隔離以減少擊穿機(jī)率，易于操作，既能適應(yīng)大規(guī)模的生產(chǎn)要求，又可以適用于實(shí)驗(yàn)室和企業(yè)研發(fā)等場(chǎng)所的壓電陶瓷/薄膜/厚膜的極化裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種溫度及極化時(shí)間精確可控的極化裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中極化裝置功能單一、溫度不可調(diào)不可控、裸露在空氣中極化安全性差成品率低、不能用于實(shí)驗(yàn)室和企業(yè)研發(fā)等場(chǎng)所等的缺點(diǎn)。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種溫度可控的極化裝置，包括高壓直流電源、上極板、下極板、集成加熱裝置、極化夾具；
[0008]所述上極板包括絕緣板I I和導(dǎo)電柱I 3-1，在絕緣板I I上固定薄導(dǎo)電板2，絕緣板I I上開(kāi)有穿過(guò)薄導(dǎo)電板2的通孔4，通孔4中套裝有導(dǎo)電柱IV 4-1，薄導(dǎo)電板2連接導(dǎo)電柱I 3-1的上端，導(dǎo)電柱I 3-1)的上端同時(shí)與高壓直流電源的正極相連；
[0009]所述下極板包括絕緣板II 6和導(dǎo)電柱II 3-2，在絕緣板II 6上固定導(dǎo)電板5，導(dǎo)電板5上連接導(dǎo)電柱II 3-2的下端，導(dǎo)電柱II 3-2的上端與高壓直流電源的地線相連；
[0010]所述導(dǎo)電柱I 3-1的下端與絕緣板II 6相連，所述導(dǎo)電柱II 3-2的上端同時(shí)與絕緣板I I相連；
[0011]所述極化夾具包括上極板的通孔4中套裝的導(dǎo)電柱IV 4-1與下極板；
[0012]所述集成加熱裝置包括溫度可調(diào)的集成加熱裝置底座9和與之相連的容器，容器內(nèi)裝有硅油或變壓器油7，絕緣板II 6和導(dǎo)電板5浸于硅油或變壓器油7內(nèi)，極化樣品8置于導(dǎo)電板5上，由通孔4中套裝的導(dǎo)電柱IV 4-1將樣品完全壓入硅油或者變壓器油7中。
[0013]所述導(dǎo)電柱I 3-1的上端與高壓直流電源的正極之間連接時(shí)間繼電器10。
[0014]所述上極板和下極板之間還設(shè)置有用于支撐上極板和下極板的導(dǎo)電柱III 3-3所述導(dǎo)電柱III3-3不少于I根，并且導(dǎo)電柱III 3-3的兩端分別固定在絕緣板I I和絕緣板II 6上，而不與薄導(dǎo)電板2和導(dǎo)電板5相接觸。
[0015]所述通孔4不少于I個(gè)，與通孔4配套的導(dǎo)電柱IV 4-1也不少于一根。
[0016]所述薄導(dǎo)電板2通過(guò)螺絲固定在絕緣板I 1，所述導(dǎo)電板5通過(guò)螺絲固定在絕緣板
II6。
[0017]所述絕緣板I I和絕緣板II 6為耐高溫絕緣板。
[0018]所述薄導(dǎo)電板2、導(dǎo)電板5、導(dǎo)電柱I 3-1、導(dǎo)電柱IV 4-1、導(dǎo)電柱II 3-2的材質(zhì)均為銅。
[0019]所述導(dǎo)電柱III 3-3的材質(zhì)為銅。
[0020]所述極化樣品8為無(wú)鉛壓電陶瓷片、無(wú)鉛壓電薄膜或無(wú)鉛壓電厚膜。
[0021]本實(shí)用新型極化時(shí)將極化樣品沒(méi)在硅油或變壓器油中極化時(shí)，不但可以使極化溫度保持恒定，而且可以使極化時(shí)間與空氣隔絕，避免了極化樣品在空氣中極化即容易擊穿又不安全的缺點(diǎn)，既提高了操作環(huán)境的安全系數(shù)又提高了成品率。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型上極板示意圖。
[0023]圖2為本實(shí)用新型下極板示意圖。
[0024]圖3為本實(shí)用新型工作狀態(tài)前視圖。
[0025]圖4為本實(shí)用新型工作狀態(tài)后視圖。
[0026]圖5為本實(shí)用新型工作狀態(tài)左視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖1~5和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0028]本實(shí)用新型提供一種溫度及極化時(shí)間可控的可控的極化裝置，主要用于對(duì)無(wú)鉛壓電陶瓷片、無(wú)鉛壓電薄膜或者無(wú)鉛壓電厚膜進(jìn)行極化。極化裝置包括高壓直流電源、上極板、下極板、極化夾具、集成加熱裝置。
[0029]上極板包括絕緣板I I和導(dǎo)電柱I 3-1，在絕緣板I I上固定薄導(dǎo)電板2，固定方式可以采用螺絲固定或者其它方式固定，絕緣板I I上開(kāi)有穿過(guò)薄導(dǎo)電板2的通孔4，通孔4中套裝有導(dǎo)電柱IV 4-1，導(dǎo)電柱IV 4-1通過(guò)薄導(dǎo)電板2連接導(dǎo)電柱I 3-1的上端，導(dǎo)電柱I 3-1的上端同時(shí)與高壓直流電源的正極相接觸。
[0030]下極板包括絕緣板II 6，在絕緣板II 6上固定導(dǎo)電板5，固定方式可以采用螺絲固定或者其它方式固定，導(dǎo)電板5上連接導(dǎo)電柱II 3-2的下端，導(dǎo)電柱II 3-2的上端與高壓直流電源的地線相接觸。導(dǎo)電柱I 3-1的下端與絕緣板II 6相連，導(dǎo)電柱II 3-2的上端與絕緣板I I相連。
[0031]集成加熱裝置包括溫度可調(diào)的集成加熱裝置底座9和與之相連的容器，容器內(nèi)裝有硅油或變壓器油7，絕緣板II 6和導(dǎo)電板5浸于硅油或變壓器油7內(nèi)，極化樣品8位于導(dǎo)電板5上，由通孔4中套裝的導(dǎo)電柱IV 4-1完全壓入硅油或者變壓器油7中。上極板的通孔4不少于I個(gè)，與通孔4配套的導(dǎo)電柱IV 4-1也不少于一根，在實(shí)際運(yùn)用中根據(jù)極化樣品的實(shí)際需要選擇不同數(shù)量的通孔和與通孔配套的導(dǎo)電柱，滿足裝置在實(shí)驗(yàn)室和工廠通用的目的。同時(shí)極化裝置中的導(dǎo)電柱I 3-1的上端與高壓直流電源的正極之間的連接線上可以連接時(shí)間繼電器10，可以通過(guò)時(shí)間繼電器10對(duì)計(jì)劃的時(shí)間進(jìn)行精密的控制。
[0032]上述的極化夾具包括通孔4中套裝的導(dǎo)電柱IV與下極板，此極化夾具不僅起到了固定無(wú)鉛壓電陶瓷片的作用，還給無(wú)鉛壓電陶瓷片的上下表面提供電壓。
[0033]上極板和下極板之間還設(shè)置有用于支撐上極板和下極