一種溫度可控的極化裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及極化領域，尤其涉及一種對無鉛壓電陶瓷片、無鉛壓電薄膜或者無鉛壓電厚膜進行極化的溫度可控的極化裝置。
【背景技術】
[0002]壓電陶瓷具有正壓電效應和逆壓電效應。由機械能轉化為電能的效應為正壓電效應，由電能轉化為機械能的效應為逆壓電效應。壓電陶瓷由于制作簡單，成本低廉及換能效率高等特點，在國內外的發(fā)展十分迅速，并廣泛應用于電子，光，熱，聲學等領域，成為國防工業(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60%?70%以上)，由于PbO是一種易揮發(fā)的有毒物質，在高溫燒結時會產生嚴重的揮發(fā)，不但使得PZT陶瓷的化學計量比發(fā)生偏差，性能難以穩(wěn)定控制，而且造成對環(huán)境的鉛污染，給人類健康帶來很大危害。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)境帶來嚴重的危害，這與人類社會的可持續(xù)發(fā)展相悖。無鉛壓電陶瓷在制備、使用及廢棄后處理過程中不產生可能對環(huán)境有害的物質，且材料的制備工藝具有耗能少等環(huán)境協(xié)調性特征，取代含鉛壓電陶瓷器件將具有重要科學意義，能產生巨大社會效益。
[0003]所謂極化，就是在壓電陶瓷上加一個強直流電場或電壓，使陶瓷中的電疇沿電場方向取向排列。在極化工序處理以前，陶瓷內各電疇的自發(fā)極化方向的分布是混亂的，所以，陶瓷內的極化強度為零，陶瓷無壓電效應。經(jīng)過極化工藝處理后，各電疇的自發(fā)極化在一定程度上按外電場取向排列，所以陶瓷內的極化強度不在為零，陶瓷就出現(xiàn)壓電效應。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(樣品單位長度上的極化電壓)，極化溫度和極化時間。
[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，不能實現(xiàn)極化溫度可調可控，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，不適用實驗室和企業(yè)研發(fā)等場所的要求。因此需要提供一種極化溫度可調可控，在極化的過程中，能使陶瓷與空氣隔離以減少擊穿機率，易于操作，既能適應大規(guī)模的生產要求，又可以適用于實驗室和企業(yè)研發(fā)等場所的壓電陶瓷/薄膜/厚膜的極化裝置。

【發(fā)明內容】

[0005]本實用新型要解決的技術問題在于提供一種溫度及極化時間精確可控的極化裝置，用以解決現(xiàn)有技術中極化裝置功能單一、溫度不可調不可控、裸露在空氣中極化安全性差成品率低、不能用于實驗室和企業(yè)研發(fā)等場所等的缺點。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型采用以下技術方案:
[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和導電柱I 3-1，在絕緣板I I上固定薄導電板2，絕緣板I I上開有穿過薄導電板2的通孔4，通孔4中套裝有導電柱IV 4-1，薄導電板2連接導電柱I 3-1的上端，導電柱I 3-1)的上端同時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和導電柱II 3-2，在絕緣板II 6上固定導電板5，導電板5上連接導電柱II 3-2的下端，導電柱II 3-2的上端與高壓直流電源的地線相連；
[0010]所述導電柱I 3-1的下端與絕緣板II 6相連，所述導電柱II 3-2的上端同時與絕緣板I I相連；
[0011]所述極化夾具包括上極板的通孔4中套裝的導電柱IV 4-1與下極板；
[0012]所述集成加熱裝置包括溫度可調的集成加熱裝置底座9和與之相連的容器，容器內裝有硅油或變壓器油7，絕緣板II 6和導電板5浸于硅油或變壓器油7內，極化樣品8置于導電板5上，由通孔4中套裝的導電柱IV 4-1將樣品完全壓入硅油或者變壓器油7中。
[0013]所述導電柱I 3-1的上端與高壓直流電源的正極之間連接時間繼電器10。
[0014]所述上極板和下極板之間還設置有用于支撐上極板和下極板的導電柱III 3-3所述導電柱III3-3不少于I根，并且導電柱III 3-3的兩端分別固定在絕緣板I I和絕緣板II 6上，而不與薄導電板2和導電板5相接觸。
[0015]所述通孔4不少于I個，與通孔4配套的導電柱IV 4-1也不少于一根。
[0016]所述薄導電板2通過螺絲固定在絕緣板I 1，所述導電板5通過螺絲固定在絕緣板
II6。
[0017]所述絕緣板I I和絕緣板II 6為耐高溫絕緣板。
[0018]所述薄導電板2、導電板5、導電柱I 3-1、導電柱IV 4-1、導電柱II 3-2的材質均為銅。
[0019]所述導電柱III 3-3的材質為銅。
[0020]所述極化樣品8為無鉛壓電陶瓷片、無鉛壓電薄膜或無鉛壓電厚膜。
[0021]本實用新型極化時將極化樣品沒在硅油或變壓器油中極化時，不但可以使極化溫度保持恒定，而且可以使極化時間與空氣隔絕，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，既提高了操作環(huán)境的安全系數(shù)又提高了成品率。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型上極板示意圖。
[0023]圖2為本實用新型下極板示意圖。
[0024]圖3為本實用新型工作狀態(tài)前視圖。
[0025]圖4為本實用新型工作狀態(tài)后視圖。
[0026]圖5為本實用新型工作狀態(tài)左視圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖1~5和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細說明。
[0028]本實用新型提供一種溫度及極化時間可控的可控的極化裝置，主要用于對無鉛壓電陶瓷片、無鉛壓電薄膜或者無鉛壓電厚膜進行極化。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和導電柱I 3-1，在絕緣板I I上固定薄導電板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上開有穿過薄導電板2的通孔4，通孔4中套裝有導電柱IV 4-1，導電柱IV 4-1通過薄導電板2連接導電柱I 3-1的上端，導電柱I 3-1的上端同時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上固定導電板5，固定方式可以采用螺絲固定或者其它方式固定，導電板5上連接導電柱II 3-2的下端，導電柱II 3-2的上端與高壓直流電源的地線相接觸。導電柱I 3-1的下端與絕緣板II 6相連，導電柱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的集成加熱裝置底座9和與之相連的容器，容器內裝有硅油或變壓器油7，絕緣板II 6和導電板5浸于硅油或變壓器油7內，極化樣品8位于導電板5上，由通孔4中套裝的導電柱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，與通孔4配套的導電柱IV 4-1也不少于一根，在實際運用中根據(jù)極化樣品的實際需要選擇不同數(shù)量的通孔和與通孔配套的導電柱，滿足裝置在實驗室和工廠通用的目的。同時極化裝置中的導電柱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間繼電器10，可以通過時間繼電器10對計劃的時間進行精密的控制。
[0032]上述的極化夾具包括通孔4中套裝的導電柱IV與下極板，此極化夾具不僅起到了固定無鉛壓電陶瓷片的作用，還給無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置有用于支撐上極板和下極