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關(guān)于PZT-JH系列的一種壓電極化裝置的技術(shù)動態(tài)

來源:北京精科智創(chuàng)科技發(fā)展有限公司   2022年03月29日 09:53  
關(guān)于PZT-JH系列的一種壓電極化裝置的技術(shù)動態(tài)

關(guān)于PZT-JH系列的一種壓電極化裝置工作原理的動態(tài)

  一、技術(shù)前沿: 

壓電陶瓷作為機(jī)械性能和電性能互相轉(zhuǎn)換的功能性材料,被廣泛應(yīng)用與通訊、測量、生物、航天等各個(gè)領(lǐng)域。對于材料專業(yè)的專業(yè)來說,壓電材料綜合實(shí)驗(yàn)是比較好的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,就實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來說,該實(shí)驗(yàn)可以掌握陶瓷類設(shè)計(jì)配比燒結(jié)的全部過程,其性能也包括了材料中常用的介電常數(shù)、損耗(JKZC-YDZK03型壓電阻抗分析儀可以獲得)、電滯回線(ZT-4A鐵電測試儀獲得)等內(nèi)容,并且該實(shí)驗(yàn)使用儀器簡單,制備過程只需要高溫爐,性能檢測主要部分d33(ZJ-3型壓電系數(shù)D33測試儀獲得)、機(jī)電耦合系數(shù)、介電常數(shù)、損耗所用的d33測定儀、壓電阻抗分析儀、。但是壓電材料從制備到性能測試中間有一的步驟-極化,極化后的壓電陶瓷才能使材料中的電疇保持同一方向,從而使陶瓷具有宏觀壓電性以進(jìn)行性能測試或者使用。根據(jù)極化的條件,需要壓電極化設(shè)備具有可加熱至200℃并以進(jìn)行溫度測量、可以多樣品同時(shí)極化、更換樣品方便,最重要的是,極化一般都需要幾千伏的電壓,而目前市場上并的可供實(shí)驗(yàn)室使用的極化設(shè)備主要是PZT-JH系列。

二、儀器的原理內(nèi)容
主要目的:在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷,提供一種極化試驗(yàn)過程中可靠的極化裝置。
方案實(shí)施:
1、一種壓電極化裝置,包括:高壓電源、多通道電流測量裝置、極化夾具、加熱裝置、控溫裝置、安全防護(hù)裝置;
2、高壓電源與極化夾具連接用于極化夾具上固定的試樣;
3、多通道電流測量裝置與極化夾具連接用于測量極化夾具中各個(gè)極化支路的
電流;
4、加熱裝置用于為極化夾具加熱;
5、安全防護(hù)裝置與高壓電源串聯(lián),用于控制高壓電源的通斷。
6、 進(jìn)一步地,如上所述的壓電極化裝置,所述安全防護(hù)裝置為一個(gè)門控開關(guān),所述門控開關(guān)包括行程開關(guān)SQ和接觸器KM。
7、進(jìn)一步地,如上所述的壓電極化裝置,所述極化夾具包括:黃銅底板、上木板、設(shè)置在黃銅底板與上木板之間的銅棒;所述銅棒包括設(shè)置在黃銅底板四個(gè)角的支撐銅棒以及設(shè)置在四個(gè)支撐銅棒之間的若干夾具銅棒;所述夾具銅棒的上端設(shè)置有用于固定試樣的彈簧;
8、多通道電流測量裝置與所述若干夾具銅棒分別連接;
9、多通道電流測量裝置為與夾具銅棒連接的微安表。
10、如上所述的壓電極化裝置,所述加熱裝置為將極化夾具浸泡在其中的
油浴裝置,所述油浴裝置中采用二甲基硅油作為加熱油浴。
11、為什么要對壓力陶瓷進(jìn)行高溫高壓極化原理探討:
電疇方向與外加電場一致,此后陶壓電陶瓷作為壓電材料,具有壓電效應(yīng)
及逆壓電效應(yīng),可以完成電能和機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)化。但是沒有極化過的壓電陶瓷,其內(nèi)部的電疇排布方向是散亂沒有規(guī)律的,陶瓷整體并不表現(xiàn)出壓電性。壓電陶瓷在測試、使用前,必須預(yù)先給陶瓷加上電場,使得各個(gè)電瓷即表現(xiàn)出壓電性,可以作為壓電材料使用。極化的電場需要超過壓電陶瓷的矯頑電場,一般的壓電陶瓷材料,需要的極化電場為3000-7000V/mm,而有時(shí)為了達(dá)到更好的極化效果,同時(shí)避免極化電壓太高,需要對在極化的同時(shí)對樣品進(jìn)行加熱。
12、對于一般性壓電陶瓷材料電壓如何設(shè)置電壓的問題。
極化系統(tǒng)中高壓電源采用成品的高壓電源,可輸出10000V直流電壓,溫控系統(tǒng)利用恒溫油浴實(shí)現(xiàn),因?yàn)闃O化時(shí)電壓較高,大于空氣的擊穿強(qiáng)度(大約2000V/mm),所以極化過程樣品及夾具需要浸泡的絕緣油中,同時(shí)可使用恒溫油浴實(shí)現(xiàn)極化的溫度測量控制。對于壓電陶瓷極化來說,因其常用極化電壓可以達(dá)到3000-7000V,所以安全措是使用的前提。對于極化設(shè)備的安全措施,首先整套極化裝置放置于8mm厚的絕緣墊上;其次,裸露的低壓金屬部分都要進(jìn)行接地處理;考慮到夾具需要在油浴中加熱,高壓部分難以絕緣遮擋,本發(fā)明使用門控開關(guān)來控制高壓電源的通斷。所述加熱裝置為將極化夾具浸泡在其中的油浴裝置,所述油浴裝置中采用二甲基硅油作為加熱油浴。


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