本發(fā)明屬于壓電陶瓷材料極化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種壓電陶瓷及壓電半導(dǎo)體試件多樣性極化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

壓電陶瓷是一種能夠?qū)C(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)換的功能陶瓷材料，被廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信、衛(wèi)星廣播、電子設(shè)備、儀器儀表、生物以及航空航天等高新技術(shù)領(lǐng)域，目前已成為不可缺少的現(xiàn)代化關(guān)鍵材料。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，許多電子電器設(shè)備對(duì)所選用的壓電器件要求也越來(lái)越高，要求壓電材料在使用范圍和使用環(huán)境方面有更大的適應(yīng)性，為此研制出居里溫度更高、壓電常數(shù)更大、機(jī)械強(qiáng)度更高的新型壓電材料就成為當(dāng)務(wù)之急。日本和美國(guó)是高檔電子元器件的主要生產(chǎn)國(guó)，幾乎所有日本大公司和許多歐美公司都投入大量精力到壓電陶瓷的研制中。

隨著壓電材料和半導(dǎo)體材料技術(shù)的快速發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)了一種兼有壓電性質(zhì)的半導(dǎo)體材料即壓電半導(dǎo)體，如GaN、AlN、ZnO等。壓電半導(dǎo)體具有壓電材料和半導(dǎo)體材料雙重物理特性，還具有高熱導(dǎo)率、高電子飽和、高漂移速度和大臨界擊穿電壓等優(yōu)點(diǎn)，所以成為研制高頻大功率、耐高溫、抗輻照半導(dǎo)體微電子器件和電路的理想材料，在航空航天、軍事、衛(wèi)星通信、汽車(chē)、石油開(kāi)采等領(lǐng)域得到了很高的重視，有著廣泛的應(yīng)用前景。

壓電性能是壓電類(lèi)陶瓷及壓電類(lèi)半導(dǎo)體元件至關(guān)重要的參數(shù)，而壓電性能與壓電類(lèi)材料的極化工藝直接相關(guān)，所以提高壓電類(lèi)陶瓷及壓電類(lèi)半導(dǎo)體元件的壓電性能最重要的一步就是開(kāi)發(fā)壓電類(lèi)陶瓷及壓電類(lèi)半導(dǎo)體材料的極化技術(shù)。研究新型壓電陶瓷及半導(dǎo)體元件需對(duì)不同的材料和工藝進(jìn)行大量的試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)的結(jié)果來(lái)研究元件的特性。然而，與大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)不同，實(shí)驗(yàn)室條件下對(duì)試件進(jìn)行極化，每個(gè)試件的厚度、材料都有可能不同，每個(gè)試件需要選擇合適的電場(chǎng)強(qiáng)度、極化時(shí)間和極化溫度才能使試件具有最佳性能，并且，壓電陶瓷為介電材料，而壓電半導(dǎo)體材料具備導(dǎo)電性能，兩者極化有較大的不同，所以按照常規(guī)設(shè)置，極化所需的高壓因壓電半導(dǎo)體導(dǎo)電而不能施加，材料內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)達(dá)不到極化條件，電疇難以偏轉(zhuǎn)，極化不能達(dá)到飽和。所以，開(kāi)發(fā)多樣性極化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有十分重要的科學(xué)意義及實(shí)用價(jià)值，可以使得要求不同極化條件的不同尺寸及形狀的所有壓電類(lèi)材料同步極化。

試件的極化處理有兩種方式，一種是硅油極化，極化工藝為90℃～150℃，2～4KV/mm，2～4min；一種是空氣極化，極化電壓一般為嬌頑場(chǎng)的幾倍，極化時(shí)間10～20min。極化后試件應(yīng)放置24h后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試。

極化的目的是使電疇偏轉(zhuǎn)，達(dá)到飽和極化強(qiáng)度，高壓下電疇偏轉(zhuǎn)很快，考慮到高壓下半導(dǎo)體容易被擊穿，一般是降低極化電壓，延長(zhǎng)極化時(shí)間和提高極化溫度，溫度高可促進(jìn)疇的偏轉(zhuǎn)。在硅油中極化還是空氣極化視極化電壓而定，極化電壓較高時(shí)，可能擊穿空氣，造成表面放電，從而損壞樣品，此時(shí)一般采用硅油極化。

壓電類(lèi)材料內(nèi)部的晶粒有許多自發(fā)極化的電疇，在無(wú)外電場(chǎng)作用時(shí)，電疇在晶體中雜亂分布，它們的極化效應(yīng)被相互抵消，壓電陶瓷內(nèi)極化強(qiáng)度為零，因此原始的壓電陶瓷材料和壓電半導(dǎo)體材料呈中性，不具有壓電性質(zhì)。在試件上施加外電場(chǎng)時(shí)，電疇的極化方向發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，趨向于按外電場(chǎng)方向的排列，從而使材料得到極化。外電場(chǎng)愈強(qiáng)，就有更多的電疇更完全地轉(zhuǎn)向外電場(chǎng)方向，當(dāng)讓外電場(chǎng)強(qiáng)度大到使材料的極化達(dá)到飽和的程度， 即所有電疇極化方向都整齊地與外電場(chǎng)方向一致時(shí)， 外電場(chǎng)去掉后，電疇的極化方向基本不變，這時(shí)的材料才具有壓電特性，這就是壓電陶瓷的極化過(guò)程。極化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)就是完成具有壓電性能的材料極化過(guò)程的一種設(shè)備。

現(xiàn)有的壓電材料極化裝置在工作使用過(guò)程中存在以下技術(shù)問(wèn)題：1、不能對(duì)新型的壓電半導(dǎo)體類(lèi)材料試件進(jìn)行極化；2、一次只能夾持一個(gè)試件，極化效率低；3、極化裝置的夾頭和夾片不能更換，對(duì)壓電陶瓷試件的形狀及尺寸有較大限制，也產(chǎn)生一定的實(shí)驗(yàn)誤差；4、在密閉容器（極化箱）內(nèi)盛裝的硅油的溫度變化較大，保溫效果差，溫度不易控制，導(dǎo)致極化效果不佳；5、由于極化作業(yè)的電壓是高壓，在向密閉容器內(nèi)放入或取出壓電陶瓷試件還采用人工操作，具有較大的安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種可一次裝夾多個(gè)壓電陶瓷試件同時(shí)極化、適用于不同形狀及尺寸壓電陶瓷試件的夾持、誤差小、硅油溫度可控制、自動(dòng)取放試件、安全可靠的壓電陶瓷及壓電半導(dǎo)體試件多樣性極化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：壓電陶瓷及壓電半導(dǎo)體試件多樣性極化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括安裝架和極化箱，安裝架上設(shè)有多通道高壓電源和電機(jī)減速機(jī)，極化箱頂部設(shè)有開(kāi)口，電機(jī)減速機(jī)的主軸傳動(dòng)連接有位于極化箱內(nèi)的升降機(jī)構(gòu)，極化箱內(nèi)設(shè)有設(shè)置在升降機(jī)構(gòu)上的多工位夾持裝置，多工位夾持裝置位于開(kāi)口下方，多工位夾持裝置上設(shè)有用于封堵開(kāi)口的箱蓋；極化箱內(nèi)插設(shè)有熱電偶。

升降機(jī)構(gòu)包括沿垂直方向設(shè)置的絲杠和導(dǎo)柱，絲杠和導(dǎo)柱分別設(shè)在極化箱內(nèi)的左側(cè)和右側(cè)，絲杠上端同軸向設(shè)有光軸，光軸上端穿過(guò)極化箱頂部與電機(jī)減速機(jī)的主軸通過(guò)聯(lián)軸器傳動(dòng)連接，極化箱內(nèi)底部左側(cè)設(shè)有軸承座，絲杠下端轉(zhuǎn)動(dòng)連接在軸承座內(nèi)，導(dǎo)柱上端通過(guò)安裝螺栓與極化箱頂部固定連接，導(dǎo)柱下端通過(guò)固定連接件與極化箱側(cè)壁固定連接；絲杠上螺紋連接有螺母，導(dǎo)柱上穿套有水平設(shè)置的支撐板，支撐板左側(cè)與螺母右側(cè)固定連接；

所述的多工位夾持裝置固定設(shè)在支撐板上。

多工位夾持裝置包括均水平設(shè)置的下聚四氟乙烯絕緣板和上聚四氟乙烯絕緣板，上聚四氟乙烯絕緣板通過(guò)連接螺栓固定設(shè)在支撐板上表面，上聚四氟乙烯絕緣板上表面設(shè)有銅板，銅板一側(cè)邊緣設(shè)有負(fù)極接線柱，上聚四氟乙烯絕緣板下表面與銅板上表面之間通過(guò)至少兩根連接柱固定連接；上聚四氟乙烯絕緣板上均勻設(shè)有至少三個(gè)通孔，每個(gè)通孔內(nèi)均穿設(shè)有與銅板上表面頂壓配合的正極彈性壓緊器。

正極彈性壓緊器包括導(dǎo)電桿和極化壓頭，導(dǎo)電桿穿設(shè)在通孔內(nèi)，導(dǎo)電桿下端面設(shè)有底部、左側(cè)和右側(cè)均敞口的凹槽，極化壓頭沿左右方向過(guò)盈裝配在凹槽內(nèi)，導(dǎo)電桿下端沿前后方向水平設(shè)有將極化壓頭和導(dǎo)電桿串聯(lián)為一體的防松銷(xiāo)，導(dǎo)電桿上套設(shè)有彈簧，彈簧上端和下端分別與上聚四氟乙烯絕緣板下表面和極化壓頭頂壓配合，極化壓頭下表面設(shè)有鍍銀層，導(dǎo)電桿上端側(cè)部設(shè)有限位環(huán)和位于限位環(huán)上方的手柄，導(dǎo)電桿上端面同軸向連接有正極接線柱。

極化壓頭根據(jù)極化材料分為兩種形式；若極化試件為壓電陶瓷類(lèi)材料，極化壓頭為常規(guī)黃銅合金按照設(shè)計(jì)尺寸制作；若極化試件為壓電半導(dǎo)體材料，則在極化壓頭底面設(shè)置一層聚四氟乙烯薄膜，聚四氟乙烯薄膜上表面貼合于極化壓頭底面，聚四氟乙烯薄膜下表面與極化材料直接接觸。

箱蓋包括呈筒型的蓋體和呈環(huán)形的壓板，蓋體下端內(nèi)壁與上聚四氟乙烯絕緣板四周邊緣膠粘為一體，蓋體外壁與開(kāi)口的內(nèi)壁接觸，壓板水平設(shè)置，蓋體上端邊沿與壓板的內(nèi)圈固定連接，壓板下表面設(shè)有與開(kāi)口周?chē)臉O化箱上表面壓接配合的密封墊圈，密封墊圈下表面設(shè)有壓力傳感器。

極化箱外側(cè)壁下部設(shè)有接地接線柱。

極化箱內(nèi)設(shè)有筒體，筒體上端和下端邊沿分別與極化箱的頂部下表面和底部下表面固定連接，筒體外壁與極化箱內(nèi)側(cè)壁之間具有環(huán)形空腔，環(huán)形空腔內(nèi)填充有保溫石棉。

采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的具體工作過(guò)程如下：首先，本發(fā)明中的正極接線柱和負(fù)極接線柱分別通過(guò)高壓導(dǎo)線連接到多通道高壓電源上，極化箱體內(nèi)盛裝硅油，并對(duì)硅油進(jìn)行加熱，通過(guò)熱電偶監(jiān)控硅油的溫度保持在80℃～180℃；極化夾持機(jī)構(gòu)中根據(jù)壓電陶瓷或壓電半導(dǎo)體材料的不同安裝兩種方式的壓頭，夾持時(shí)根據(jù)極化材料選擇對(duì)應(yīng)的壓頭位置，手持一個(gè)正極彈性壓緊器上的手柄向上拉，克服彈簧的彈力，極化壓頭向上離開(kāi)銅板，然后將壓電陶瓷或壓電半導(dǎo)體試件放置到銅板上，松開(kāi)手柄，在彈簧的彈力作用下，極化壓頭將壓電陶瓷試件壓到銅板上；接著按這個(gè)操作方式，將多個(gè)壓電陶瓷試件和壓電半導(dǎo)體試件對(duì)應(yīng)分別夾持到極化壓頭和銅板之間。然后啟動(dòng)電機(jī)減速機(jī)，電機(jī)減速機(jī)的主軸通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，絲杠上螺紋連接的螺母在支撐板和導(dǎo)柱的限定下，螺母沿絲杠向下移動(dòng)，導(dǎo)柱起到良好的平衡及上下移動(dòng)的導(dǎo)向作用；支撐板的向下移動(dòng)，帶動(dòng)多工位夾持裝置、壓電陶瓷試件或壓電半導(dǎo)體試件以及箱蓋向下移動(dòng)，壓電陶瓷試件沒(méi)入到硅油中，直到壓板下表面的密封墊圈與極化箱的上表面接觸，密封墊圈起到密封開(kāi)口的作用，另外，密封墊下表面設(shè)置的壓力傳感器，當(dāng)密封墊圈向下頂壓極化箱上表面時(shí)，當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，壓力傳感器將信號(hào)傳輸給控制器，控制器命令電機(jī)減速機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，支撐板、多工位夾持裝置和壓電陶瓷試件也停止向下移動(dòng)。接著就可對(duì)正極接線柱和負(fù)極接線柱通入高壓電進(jìn)行極化作業(yè)。另外，由于多工位夾持裝置包括多個(gè)正極彈性壓緊器，也就是說(shuō)，一次可以對(duì)多個(gè)壓電陶瓷試件同時(shí)進(jìn)行極化作業(yè)，這樣就可使分別對(duì)不同的壓電陶瓷試件和壓電半導(dǎo)體試件施加不同的電壓，對(duì)不同結(jié)構(gòu)形狀的壓電陶瓷試件進(jìn)行不同電壓的極化作業(yè)。

根據(jù)極化材料的不同選擇對(duì)應(yīng)的壓頭，對(duì)于壓電陶瓷材料極化，選用常規(guī)的壓頭，對(duì)于壓電半導(dǎo)體材料極化，根據(jù)極化壓頭底面尺寸和形狀，在極化壓頭底面增加一層0.5mm～1mm厚度聚四氟乙烯薄膜，薄膜尺寸與極化壓頭底面尺寸一致，薄膜平整光滑與試件直接接觸。

綜上所述，本發(fā)明具有以下有益技術(shù)效果：

1、本發(fā)明中的多工位夾持裝置，每個(gè)正極彈性壓緊器下端的極化壓頭可分別將一個(gè)壓電陶瓷試件頂壓到銅板上，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)壓電陶瓷試件同時(shí)極化，改變了傳統(tǒng)極化裝置一次只能裝夾一個(gè)壓電陶瓷試件，大大提高極化效率，可以實(shí)現(xiàn)批量化極化作業(yè)。

2、可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同壓電陶瓷的材料、尺寸、電場(chǎng)的試件一次裝夾，同步極化，可分別施加不同的電壓，確保具有較好的極化一致性。

3、實(shí)現(xiàn)了對(duì)壓電陶瓷試件外形不做限制的功能，圓柱形和長(zhǎng)條形的壓電陶瓷試件都可以利用本發(fā)明進(jìn)行極化，極化壓頭下面均勻設(shè)有鍍銀層可以均勻電場(chǎng)，防止電擊穿，提高導(dǎo)電效率。

4、本發(fā)明設(shè)計(jì)了導(dǎo)電桿下端面設(shè)置的凹槽與極化壓頭之間采用過(guò)盈配合，并用防松銷(xiāo)固定，這樣不僅可以固定牢靠，并可更換極化壓頭，可實(shí)現(xiàn)國(guó)標(biāo)規(guī)定的系列尺寸試件極化以及非標(biāo)試件的極化，極化壓頭可根據(jù)試件尺寸更換。

5、本發(fā)明選擇合適的彈簧套設(shè)在導(dǎo)電桿上，夾持長(zhǎng)度根據(jù)試件的尺寸自適應(yīng)，可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)條形試件同一規(guī)格不同極化方向同時(shí)極化的工藝，以實(shí)現(xiàn)研究試件不同極化方向?qū)Σ牧闲阅艿挠绊懀蟠蠼档鸵颦h(huán)境條件變化引起的實(shí)驗(yàn)誤差。

6、系統(tǒng)通過(guò)電爐對(duì)極化裝置進(jìn)行加熱，使用熱電偶溫度計(jì)采集恒溫室的溫度，采用溫控儀實(shí)現(xiàn) 300 ℃以?xún)?nèi)的溫度測(cè)量和控制，并有保持恒溫的功能，顯示溫度。

7、在極化箱內(nèi)注滿(mǎn)硅油，硅油起到導(dǎo)熱和絕緣作用?？紤]到使用的聚四氟乙烯材料的耐溫和實(shí)驗(yàn)所需，一般的工作溫度為80 ℃～180 ℃，通過(guò)熱電偶進(jìn)行監(jiān)控硅油的溫度，因此通過(guò)電爐加熱使硅油保持在需要的極化溫度80 ℃～180 ℃。

8、筒體與極化箱內(nèi)側(cè)壁之間形成的環(huán)形空腔內(nèi)填充保溫石棉實(shí)現(xiàn)絕緣保溫作用。當(dāng)需要對(duì)極化箱內(nèi)硅油溫度攪拌均勻時(shí)，可操控電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠帶動(dòng)多工位夾持裝置上下運(yùn)動(dòng)，這樣就可攪拌硅油，使加熱更均勻。

9、設(shè)置升降機(jī)構(gòu)，不僅便于安裝壓電陶瓷試件及壓電半導(dǎo)體，而且便于取出在極化箱內(nèi)極化好的高溫壓電陶瓷樣品。升降機(jī)構(gòu)由電機(jī)減速機(jī)帶動(dòng)，驅(qū)動(dòng)一根絲杠，使多工位夾持裝置升降，大約 10s 完成上升或下降過(guò)程。升降機(jī)構(gòu)的行程末端有行程開(kāi)關(guān)控制，在極化完成后多工位夾持裝置上升即將托出極化箱時(shí)，自動(dòng)切斷極化高壓電源，保證了操作的安全性。

10、本發(fā)明連接多通道高壓電源可以對(duì)每個(gè)壓電陶瓷或壓電半導(dǎo)體試件施加不同的電場(chǎng)，同時(shí)極化多個(gè)不同厚度和組分的壓電陶瓷或壓電半導(dǎo)體試件，大大提高了實(shí)驗(yàn)室制備壓電陶瓷或壓電半導(dǎo)體試件的效率、安全性和一致性。

11、壓電陶瓷試件下邊自上而下一共設(shè)置三層板，第一層是銅板，銅板右端引有負(fù)極接線柱，第二層是下聚四氟乙烯絕緣板，用于絕緣以免使得電機(jī)等其他設(shè)備短路燒壞，第三層是本發(fā)明的支撐板，另外極化箱外加了接地接線柱。

12、壓電陶瓷試件極化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)加了箱蓋，箱蓋是個(gè)凹進(jìn)去的的蓋子，箱蓋中間是空的，箱蓋底部?jī)?nèi)側(cè)與上聚四氟乙烯絕緣板粘貼到一起，既能保溫極化箱，還不影響取壓電陶瓷試件時(shí)多工位夾持裝置整體移出極化箱。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的平面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中多工位夾持裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1和圖2所示，本發(fā)明的壓電陶瓷及壓電半導(dǎo)體試件多樣性極化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括安裝架1和極化箱2，安裝架1上設(shè)有多通道高壓電源3和電機(jī)減速機(jī)4，極化箱2頂部設(shè)有開(kāi)口5，電機(jī)減速機(jī)4的主軸傳動(dòng)連接有位于極化箱2內(nèi)的升降機(jī)構(gòu)，極化箱2內(nèi)設(shè)有設(shè)置在升降機(jī)構(gòu)上的多工位夾持裝置，多工位夾持裝置位于開(kāi)口5下方，多工位夾持裝置上設(shè)有用于封堵開(kāi)口5的箱蓋；極化箱2內(nèi)插設(shè)有熱電偶7。

升降機(jī)構(gòu)包括沿垂直方向設(shè)置的絲杠8和導(dǎo)柱9，絲杠8和導(dǎo)柱9分別設(shè)在極化箱2內(nèi)的左側(cè)和右側(cè)，絲杠8上端同軸向設(shè)有光軸10，光軸10上端穿過(guò)極化箱2頂部與電機(jī)減速機(jī)4的主軸通過(guò)聯(lián)軸器11傳動(dòng)連接，極化箱2內(nèi)底部左側(cè)設(shè)有軸承座12，絲杠8下端轉(zhuǎn)動(dòng)連接在軸承座12內(nèi)，導(dǎo)柱9上端通過(guò)安裝螺栓13與極化箱2頂部固定連接，導(dǎo)柱9下端通過(guò)固定連接件14與極化箱2側(cè)壁固定連接；絲杠8上螺紋連接有螺母15，導(dǎo)柱9上穿套有水平設(shè)置的支撐板16，支撐板16左側(cè)與螺母15右側(cè)固定連接；所述的多工位夾持裝置固定設(shè)在支撐板16上。

多工位夾持裝置包括均水平設(shè)置的下聚四氟乙烯絕緣板17和上聚四氟乙烯絕緣板18，上聚四氟乙烯絕緣板18通過(guò)連接螺栓26固定設(shè)在支撐板16上表面，上聚四氟乙烯絕緣板18上表面設(shè)有銅板19，銅板19一側(cè)邊緣設(shè)有負(fù)極接線柱20，上聚四氟乙烯絕緣板18下表面與銅板19上表面之間通過(guò)至少兩根連接柱36固定連接；上聚四氟乙烯絕緣板18上均勻設(shè)有至少三個(gè)通孔，每個(gè)通孔內(nèi)均穿設(shè)有與銅板19上表面頂壓配合的正極彈性壓緊器。

正極彈性壓緊器包括導(dǎo)電桿21和極化壓頭22，導(dǎo)電桿21穿設(shè)在通孔內(nèi)，導(dǎo)電桿21下端面設(shè)有底部、左側(cè)和右側(cè)均敞口的凹槽，極化壓頭22沿左右方向過(guò)盈裝配在凹槽內(nèi)，導(dǎo)電桿21下端沿前后方向水平設(shè)有將極化壓頭22和導(dǎo)電桿21串聯(lián)為一體的防松銷(xiāo)24，導(dǎo)電桿21上套設(shè)有彈簧25，彈簧25上端和下端分別與上聚四氟乙烯絕緣板18下表面和極化壓頭22頂壓配合，極化壓頭22下表面設(shè)有鍍銀層，極化壓頭22根據(jù)極化材料不同分為兩種形式，若極化試件為壓電陶瓷類(lèi)介電材料，極化壓頭為常規(guī)黃銅合金按照設(shè)計(jì)尺寸制作，若極化試件為壓電半導(dǎo)體材料，則根據(jù)極化壓頭底面尺寸和形狀，在極化壓頭底面設(shè)置一層0.5mm～1mm厚度聚四氟乙烯薄膜，薄膜平整光滑，尺寸與極化壓頭底面尺寸一致，聚四氟乙烯薄膜上表面貼合于極化壓頭底面，下表面與極化材料直接接觸，導(dǎo)電桿21上端側(cè)部設(shè)有限位環(huán)27和位于限位環(huán)27上方的手柄28，導(dǎo)電桿21上端面同軸向連接有正極接線柱29。在彈簧25的作用下，限位環(huán)27與上聚四氟乙烯絕緣板18上表面接觸，由于限位環(huán)27的外徑小于手柄28的外徑，這樣便于握持手柄28。

箱蓋包括呈筒型的蓋體6和呈環(huán)形的壓板30，蓋體6下端內(nèi)壁與上聚四氟乙烯絕緣板18四周邊緣膠粘為一體，蓋體6外壁與開(kāi)口5的內(nèi)壁接觸，壓板30水平設(shè)置，蓋體6上端邊沿與壓板30的內(nèi)圈固定連接，壓板30下表面設(shè)有與開(kāi)口5周?chē)臉O化箱2上表面壓接配合的密封墊圈31，密封墊圈31下表面設(shè)有壓力傳感器（圖中未示意出來(lái)）。

極化箱2外側(cè)壁下部設(shè)有接地接線柱32，確保將極化箱2的金屬外殼與接地體連接，以防止因絕緣損壞而使外殼帶電時(shí)，操作人員接觸設(shè)備外殼而觸電。

極化箱2內(nèi)設(shè)有筒體33，筒體33上端和下端邊沿分別與極化箱2的頂部下表面和底部下表面固定連接，筒體33外壁與極化箱2內(nèi)側(cè)壁之間具有環(huán)形空腔，環(huán)形空腔內(nèi)填充有保溫石棉34。

本發(fā)明的具體工作過(guò)程如下：首先，本發(fā)明中的正極接線柱29和負(fù)極接線柱20分別通過(guò)高壓導(dǎo)線連接到多通道高壓電源3上，極化箱2體內(nèi)盛裝硅油，并對(duì)硅油進(jìn)行加熱，通過(guò)熱電偶7監(jiān)控硅油的溫度保持在80℃～180℃；極化夾持機(jī)構(gòu)中根據(jù)壓電陶瓷或壓電半導(dǎo)體材料的不同安裝兩種方式的極化壓頭22，夾持時(shí)根據(jù)極化試件的材料選擇相應(yīng)的壓頭位置，首先手持一個(gè)正極彈性壓緊器上的手柄28向上拉，克服彈簧25的彈力，極化壓頭22向上離開(kāi)銅板19，然后將壓電陶瓷試件35放置到銅板19上，松開(kāi)手柄28，在彈簧25的彈力作用下，極化壓頭22將壓電陶瓷試件35壓到銅板19上；接著按這個(gè)操作方式，將多個(gè)壓電陶瓷試件35對(duì)應(yīng)分別夾持到極化壓頭22和銅板19之間。然后啟動(dòng)電機(jī)減速機(jī)4，電機(jī)減速機(jī)4的主軸通過(guò)聯(lián)軸器11帶動(dòng)絲杠8旋轉(zhuǎn)，絲杠8上螺紋連接的螺母15在支撐板16的導(dǎo)柱9的限定下，螺母15沿絲杠8向下移動(dòng)，導(dǎo)柱9起到良好的平衡及上下移動(dòng)的導(dǎo)向作用；支撐板16的向下移動(dòng)，帶動(dòng)多工位夾持裝置、壓電陶瓷試件35以及箱蓋向下移動(dòng)，壓電陶瓷試件35沒(méi)入到硅油中，直到壓板30下表面的密封墊圈31與極化箱2的上表面接觸，密封墊圈31起到密封開(kāi)口5的作用，另外，密封墊下表面設(shè)置的壓力傳感器，當(dāng)密封墊圈31向下頂壓極化箱2上表面時(shí)，當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，壓力傳感器將信號(hào)傳輸給控制器，控制器命令電機(jī)減速機(jī)4停止轉(zhuǎn)動(dòng)，支撐板16、多工位夾持裝置和壓電陶瓷試件35也停止向下移動(dòng)。接著就可對(duì)正極接線柱29和負(fù)極接線柱20通入高壓電進(jìn)行極化作業(yè)。另外，由于多工位夾持裝置包括多個(gè)正極彈性壓緊器，也就是說(shuō)，一次可以對(duì)多個(gè)壓電陶瓷試件35同時(shí)進(jìn)行極化作業(yè)，這樣就可使分別對(duì)不同的壓電陶瓷試件35施加不同的電壓，對(duì)不同結(jié)構(gòu)形狀的壓電陶瓷試件35進(jìn)行不同電壓的極化作業(yè)。

對(duì)于壓電半導(dǎo)體類(lèi)試件，因材料具備導(dǎo)電性能，所以按照常規(guī)的極化壓頭22的設(shè)置難以實(shí)現(xiàn)，材料極化所需的高壓也因材料導(dǎo)電不能施加，材料內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)達(dá)不到極化條件則電疇難以偏轉(zhuǎn)，極化不充分。需要根據(jù)極化壓頭22的底面尺寸和形狀，在極化壓頭22底面增加一層0.5mm～1mm厚度聚四氟乙烯薄膜，薄膜尺寸與極化壓頭22底面尺寸一致，薄膜平整光滑與試件直接接觸，聚四氟乙烯具有非常高的電絕緣性能，聚四氟乙烯薄膜抗擊穿強(qiáng)度可達(dá)50kV/mm，采用聚四氟乙烯薄膜和極化壓頭22疊加的方式可以施加材料極化所需的高壓，從而使得材料內(nèi)部達(dá)到極化所需電場(chǎng)，使得電疇一致性偏轉(zhuǎn)，可以實(shí)現(xiàn)壓電半導(dǎo)體類(lèi)材料的極化工藝。

以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。