專利名稱：極化裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在高溫氣體中極化壓電材料的裝置和方法。
背景技術(shù)：
這種極化裝置的實例包括的一種類型是通過使壓電材料的溫度在恒溫池(bath)內(nèi)變?yōu)闃O化所需溫度(即極化溫度)來極化壓電材料，另一種類型是通過利用熱板將壓電材料加熱至所需的極化溫度來極化壓電材料。
在第一種類型中，由于使用了恒溫池，所以壓電材料的溫度可以精確地變?yōu)闃O化溫度。但是壓電溫度的上升速率緩慢，并且由于壓電材料被放置在恒溫池內(nèi)而壓電材料又是普通溫度，所以達(dá)到極化溫度需要經(jīng)歷一定的時間。因此極化壓電材料經(jīng)歷較長的時間。
此外，由于經(jīng)歷較長的時間極化壓電材料，所以為了減少極化許多壓電材料的時間，需要一種可以同時放置許多壓電材料的恒溫池，從而增大了整個極化裝置的體積。
在第二種類型中，由于利用高溫?zé)岚寮訜釅弘姴牧希詨弘姴牧仙郎匮杆?，因此可以使壓電材料達(dá)到極化溫度附近所需的時間較短。但是與恒溫池不同，通過控制熱板溫度來高精度地設(shè)定極化溫度下壓電材料的溫度要經(jīng)歷一定的時間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目標(biāo)是可以在較短的時間間隔內(nèi)高精度地設(shè)定極化溫度下的壓電材料溫度，并且可以控制多個壓電材料。
本發(fā)明的另一目標(biāo)是可以在不增加整個極化裝置體積的前提下在較短的時間間隔內(nèi)高精度地設(shè)定極化溫度下的多個壓電材料的溫度。
根據(jù)下列描述其他目標(biāo)將變得顯而易見。
按照本發(fā)明的第一方面，提供了在高溫氣體下極化壓電材料的極化裝置。極化裝置包含使壓電材料升高至極化壓電材料所需的溫度的溫度提升部分和恒溫池，恒溫池具有氣體氣氛并且包含使極化材料的溫度保持在所需溫度下對極化材料極化的極化部分。
按照本發(fā)明，由于壓電材料在溫度提升部分內(nèi)溫度被升高至極化所需溫度，所以當(dāng)壓電材料被放置在恒溫池內(nèi)時，其溫度被設(shè)定在恒溫池內(nèi)部溫度附近。因此與普通溫度下的壓電材料放置在恒溫池內(nèi)的情況相比，壓電材料達(dá)到所需溫度所需的時間相當(dāng)程度上被縮短了。
隨后，由恒溫池將壓電材料溫度高精度地設(shè)定在所需高溫下。隨著壓電材料溫度被高精度地設(shè)定在所需溫度上，可以在恒溫池內(nèi)部的極化部分上完成壓電材料的極化。因此可以在較短時間內(nèi)高精度地極化壓電材料。
在這種情況下，由于可以在較短的時間間隔內(nèi)將壓電材料溫度設(shè)定在極化溫度上，所以不再需要采用較大的恒溫池來極化多個壓電材料。因此可以防止極化裝置體積增大。
在本發(fā)明第一方面的第一種形式中，恒溫池進(jìn)一步包含對極化部分極化后的壓電材料進(jìn)行老化操作的老化部分。當(dāng)實現(xiàn)第一形式時，可以在老化部分對壓電材料進(jìn)行老化操作，因此與在普通溫度下對壓電材料進(jìn)行老化操作相比，可以大大縮短完成老化操作的時間。因此該結(jié)構(gòu)是比較好的。
當(dāng)采用第一方面的結(jié)構(gòu)或第一形式的結(jié)構(gòu)時，可以實現(xiàn)第一方面的第二種形式，其中溫度提升部分加熱壓電材料的兩個表面。當(dāng)實現(xiàn)第二種形式時，壓電材料達(dá)到所需溫度所需的時間可以進(jìn)一步縮短。因此該結(jié)構(gòu)是比較好的。
當(dāng)采用第一方面的第二形式的結(jié)構(gòu)時，可以實現(xiàn)第一方面的第三種形式，其中溫度提升部分包括通過熱輻射加熱壓電材料其中一個表面的輻射加熱裝置。當(dāng)實現(xiàn)第三種形式時，不僅是壓電材料其中一個表面而且其內(nèi)部也可以快速和均勻地加熱到高溫，因此壓電材料達(dá)到所需溫度所需的時間可以進(jìn)一步縮短。因此該結(jié)構(gòu)是比較好的。
輻射加熱裝置可以利用近紅外線、遠(yuǎn)紅外線或熱空氣升高溫度或者其他任何類型的輻射加熱裝置。
當(dāng)采用第一方面的第二形式的結(jié)構(gòu)時，可以實現(xiàn)第一方面的第四種形式，其中溫度提升部分包括直接加熱壓電材料其他表面的裝置。當(dāng)實現(xiàn)第四種形式時，壓電材料達(dá)到所需溫度所需的時間可以進(jìn)一步縮短。因此該結(jié)構(gòu)是比較好的。
直接加熱裝置的例子包括熱板和其他任何類型直接加熱裝置。
當(dāng)采用第一方面的第一至第四形式的任何一種結(jié)構(gòu)時，可以實現(xiàn)第一方面的第五種形式，其中極化裝置進(jìn)一步包括將壓電材料從溫度提升部分運送至恒溫池的運送機(jī)構(gòu)和控制運送機(jī)構(gòu)運送的控制部分?？刂撇糠謭?zhí)行運送操作以操作傳送機(jī)構(gòu)，因此壓電材料可以從溫度升高部分運送至恒溫池。因此，壓電材料上的操作，例如溫度升高操作、恒溫池下的恒溫設(shè)定操作、極化操作和老化操作可以從外部精確設(shè)定或控制。因此該結(jié)構(gòu)是比較好的。
當(dāng)采用第一方面的第五形式的結(jié)構(gòu)時，可以實現(xiàn)第一方面的第六種形式，其中控制部分控制由溫度提升部分升高壓電材料溫度的時間、將壓電材料溫度設(shè)定在恒溫池內(nèi)恒溫下的時間、極化部分極化壓電材料的時間以及由老化部分完成老化操作的時間以根據(jù)時間控制操作控制運送機(jī)構(gòu)的運送。當(dāng)實現(xiàn)第六種形式時，壓電材料的操作時間，例如溫度提升部分的溫度提升時間、恒溫下的恒溫設(shè)定時間、極化時間和老化操作時間可以精確設(shè)定。因此該結(jié)構(gòu)是比較好的。
當(dāng)采用第一方面的第六形式的結(jié)構(gòu)時，可以實現(xiàn)第一方面的第七種形式，其中控制部分將每個時間控制為相同或基本相同。當(dāng)由運送部分將壓電材料運送至溫度提升部分、恒溫設(shè)定部分、極化部分以及老化部分時，壓電材料以相同的時間間隔完成所需操作。因此更容易控制對壓電材料的一系列極化操作或者以高精度制備均勻極化的壓電材料，由此提高了產(chǎn)量。因此該結(jié)構(gòu)是比較好的。
當(dāng)采用第一方面的第五至第七任意一種形式的結(jié)構(gòu)時，可以實現(xiàn)第一方面的第八種形式，其中當(dāng)壓電材料放置在運送夾上時由運送機(jī)構(gòu)運送。當(dāng)實現(xiàn)第八種形式時，壓電材料的產(chǎn)量增加。
當(dāng)采用第一方面的第八形式的結(jié)構(gòu)時，可以實現(xiàn)第一方面的第九種形式，其中運送夾包括了壓電材料可保持凹口和低壁上限定凹口的通過孔的托板，其中在溫度提升部分提供的直接加熱裝置為熱板，并且熱板包含熱傳遞凸起和熱傳遞接觸面，熱傳遞凸起可以插入托板的通過孔并且通過該通過孔與保持在凹口內(nèi)的壓電材料的底面接觸，并且熱傳遞接觸表面與托板底面接觸。
在這種情況下，由于與熱板接觸面接觸，所以托板被加熱，因此壓電材料在溫度提升部分不會冷卻，從而在溫度提升部分精確地升高壓電材料的溫度。因此從能夠高精度地允許極化操作的角度看這種結(jié)構(gòu)是比較好的。
按照本發(fā)明的第二方面，提供了在高溫氣體下極化壓電材料的方法。極化方法包含以下步驟使壓電材料升高至極化壓電材料所需的溫度；將極化材料放入溫度維持在所需溫度下的氣體氣氛內(nèi)進(jìn)行極化。借助該方法，可以高精度地在較短時間內(nèi)極化壓電材料。
在高溫氣體內(nèi)極化壓電材料的方法可以進(jìn)一步包含在同一氣體氣氛中對極化后的壓電材料進(jìn)行老化操作的步驟。借助這種方法，與壓電材料在普通溫度下進(jìn)行老化操作相比，可以大大縮短老化操作時間。
附圖簡述

圖1為按照本發(fā)明的極化裝置實施例側(cè)面結(jié)構(gòu)的剖面圖和包括在極化裝置內(nèi)的控制部分的電路框圖。
圖2A和2B為圖1所示托板的透視圖和側(cè)面剖面圖。
圖3A和3B為圖1所示極化裝置溫度提升部分內(nèi)托板和熱板的放大視圖，圖3A為溫度提升操作之前的側(cè)面剖面圖而圖3B為溫度提升操作期間的側(cè)面剖面圖。
圖4A和4B為圖1所示極化裝置恒溫池內(nèi)極化部分的放大視圖，圖4A為極化操作之前的側(cè)面剖面圖而圖4B為極化操作期間的側(cè)面剖面圖。
圖5為就壓電材料溫度而言各操作時間之間關(guān)系的曲線圖。
實施發(fā)明的較佳方式以下借助附圖描述本發(fā)明的實施例。
圖1為按照本發(fā)明的極化裝置實施例側(cè)面結(jié)構(gòu)的剖面圖和極化裝置內(nèi)控制部分的電路框圖。圖2A和2B為圖1所示托板的透視圖和側(cè)面剖面圖。圖3A和3B為圖1所示極化裝置溫度提升部分內(nèi)托板和熱板的放大視圖，圖3A為溫度提升操作之前的側(cè)面剖面圖而圖3B為溫度提升操作期間的側(cè)面剖面圖。圖4A和4B為圖1所示極化裝置恒溫池內(nèi)極化部分的放大視圖，圖4A為極化操作之前的側(cè)面剖面圖而圖4B為極化操作期間的側(cè)面剖面圖。圖5為就壓電材料溫度而言各操作時間之間關(guān)系的曲線圖。
在圖1中，標(biāo)號1表示整個極化裝置。標(biāo)號2表示極化裝置主體，標(biāo)號3表示溫度提升部分，標(biāo)號4表示恒溫池，標(biāo)號5表示運送機(jī)構(gòu)，標(biāo)號6表示控制部分，標(biāo)號7表示托板，而包括8表示壓電材料(例如參見圖2B)。
溫度提升部分3和恒溫池4放置在極化裝置的主體2上。運送機(jī)構(gòu)5和控制部分6提供于極化裝置的主體2內(nèi)部。
雖然溫度分布是大致的，但是溫度提升部分3可以較快速度提升壓電材料8的溫度。恒溫池4具有高度精確的氣體溫度分布。
雖然未畫出，但是運送機(jī)構(gòu)5的皮帶串32面對的開口沿運送方向形成于極化裝置主體2的頂面內(nèi)。
壓電材料8放置在托板7內(nèi)并且沿傳輸機(jī)構(gòu)5的運送路徑從溫度提升部分3運送至恒溫池4。
在實施例中，被極化的壓電材料8是具有電極形成于其兩側(cè)并且厚度為5-10mm的塊。電場、溫度和極化所需時間分別為1.1/kV/mm、203EC和400秒。但是這種壓電材料8僅僅是一個例子，因此只要需要極化，可以采用任何其他類型的壓電材料。
以下描述極化裝置的操作。
放置在托板7上的壓電材料8由運送機(jī)構(gòu)5從溫度提升部分3運送至恒溫池。在運送過程中，壓電材料8的溫度由溫度提升部分3迅速將其升高至目標(biāo)控制溫度，隨后被放置在恒溫池4內(nèi)。接著，它們經(jīng)過恒溫設(shè)定操作從而使溫度在控制溫度下為常數(shù)。在通過完成恒溫設(shè)定操作而穩(wěn)定溫度后，它們被極化。此后，在由于完成恒溫設(shè)定操作而溫度穩(wěn)定時固定的壓電材料經(jīng)過老化操作。最后，壓電材料8從恒溫池4彈出，從而以高精度快速控制壓電材料8的溫度，從而可以縮短極化壓電材料所需時間并且高精度進(jìn)行極化控制操作。
以下詳細(xì)描述本發(fā)明實施例整個極化裝置1的結(jié)構(gòu)。
溫度提升部分3具有包含壓電材料運送入口開口的腔體結(jié)構(gòu)。溫度提升部分3加熱壓電材料8以使溫度從普通溫度提升至完成極化所需的上述溫度，例如203EC(控制溫度)。為了加熱放置在托板7上的壓電材料8的兩個表面，提供近紅外線加熱器10作為輻射加熱裝置來加熱壓電材料8的其中一個表面，并提供熱板11作為直接加熱壓電材料8另一表面的裝置。在溫度提升部分3，可以通過同時加熱壓電材料8的兩個表面迅速提升壓電材料8的溫度。由于近紅外線加熱器10與壓電材料8不接觸，所以可以減少對壓電材料8的機(jī)械損傷。此外，無需作為熱源的機(jī)械驅(qū)動器，這將縮小極化裝置的尺寸。因此比較好的是采用具有這種結(jié)構(gòu)的溫度提升部分。
近紅外線加熱器10和熱板11熱產(chǎn)生的溫度是高溫，等于或大于控制溫度。但是如下所述，壓電材料8的溫度被迅速升高至比控制溫度稍高一些的溫度。這里，近紅外線加熱器10向放置在相應(yīng)托板7上的壓電材料的表面提供輻射熱量，從而不僅是壓電材料8表面而且是內(nèi)部都被加熱。
參見圖2A，作為運送夾的托板7為板狀并且具有預(yù)設(shè)的厚度和從平面視圖看為矩形。每個托板7包含多個排列成行的可容納壓電材料8的凹口12。過孔13形成于每個凹口12的低壁。
由于利用托板7運送壓電材料8，所以可以防止壓電材料8在運送時直接受到機(jī)械損壞。此外，與壓電材料分開運送的情況相比，利用托板7的運送有利于更加簡單和平穩(wěn)地完成例如運送操作和停止操作并且提供更為可靠、優(yōu)良的運送操作。因此比較好的是采用托板7。
參見圖3A和3B，熱板11包括多個插入托板7內(nèi)對應(yīng)凹口12的通過孔13內(nèi)的熱傳遞凸起14。每個熱傳遞凸起14可以通過對應(yīng)托板7的對應(yīng)通過孔13與容納在對應(yīng)托板7的對應(yīng)凹口12內(nèi)的對應(yīng)壓電材料8的底面接觸。熱板11的表面為與托板7背面接觸的熱傳遞接觸表面15。熱板11還包括在其底部的上升和下降凸起16。
熱板11的熱傳遞凸起14與容納在托板7的相應(yīng)凹口12內(nèi)的對應(yīng)壓電材料8的背面接觸，以直接傳遞熱量至和加熱相應(yīng)的壓電材料8。熱傳遞接觸表面15可以通過與托板7的接觸加熱托板7。
熱板11的向上和向下部分16連同圓柱體17構(gòu)成向上和向下機(jī)構(gòu)18。利用電機(jī)(未畫出)，通過控制熱板11進(jìn)出圓柱體17使熱板11向上和向下運動。
當(dāng)熱板11加熱容納在托板7凹口12內(nèi)的壓電材料8背面時，向上和向下機(jī)構(gòu)18使熱板11向上運動，因此熱傳遞凸起14與壓電材料8的背面接觸。當(dāng)運送托板7時，熱傳遞凸起14向下運動，因此它們移出托板7相應(yīng)的過孔13。
恒溫池4沿運送壓電材料8的方向放置在溫度提升部分3附近，并且具有包含在吹入熱氣體之后保持在極化壓電材料8所需溫度(即上述控制溫度)的氣體氣氛的腔體結(jié)構(gòu)。在托板7-運送入口和托板7運送出口上分別提供開-關(guān)擋板19和20(參見圖1)。未示出熱氣吹氣結(jié)構(gòu)。
在壓電材料8運往的恒溫池4內(nèi)，各部分依次直在恒溫池4內(nèi)提供運送路徑完成恒溫設(shè)定操作的恒溫設(shè)定部分21；完成極化的極化部分22；以及完成老化操作的老化部分23。這些部分完成對壓電材料的操作，它們是把壓電材料放置在托板7上并從溫度提升部分3由運送機(jī)構(gòu)5向恒溫池4運送。
恒溫設(shè)定部分21將運送機(jī)構(gòu)5從溫度提升部分3運送過來的壓電材料8的溫度設(shè)定為保持控制溫度203EC不變。運送機(jī)構(gòu)5在此處停留所需的時間間隔，例如400秒。放置在托板7上的壓電材料8的溫度已經(jīng)被提升至略微高于溫度提升部分3的控制溫度。在停止期間，壓電材料8的溫度設(shè)定為恒定在控制溫度上。
極化部分22包括一對由于與放置在壓電材料8兩個表面的壓電電極接觸而將電壓施加在壓電材料8上的上下電極24和25，壓電材料8放置在已經(jīng)由運送機(jī)構(gòu)5從恒溫設(shè)定部分21運送來的對應(yīng)托板7上。上電極24施加高壓，而下電極保持接地電勢。
參見圖4A和4B，上下電極24和25分別包括凸起24a和25a。上下電極24和25連同對應(yīng)的圓柱體26和27分別構(gòu)成向上和向下機(jī)構(gòu)28和29。上下電極24和25可以因凸起24a和25a被電機(jī)(未畫出)移入或移出圓柱體26和27而向上和向下移動。甚至在極化部分22，運送機(jī)構(gòu)5的運送被停止所需的時間，例如400秒。
在向上電極24內(nèi)形成多個電氣導(dǎo)電電壓施加插腳24b從而能向上和向下移動。在每個電壓施加插腳24b的端部連接高壓功率源，每個電壓施加插腳24b的另一端提供的彈簧24c可以將壓電材料8表面向下壓在對應(yīng)托板7上。
多個電氣導(dǎo)電接地插腳25b被插入下電極25。每個接地插腳的側(cè)端連接并接地至接地部分，并且提供每個接地插腳25b的另一端使得它可以因穿過對應(yīng)托板7的對應(yīng)凹口12的通過孔13而向上推相應(yīng)壓電材料8的底面。
在老化部分23對放置在托板7的每個壓電材料8完成老化操作。甚至在該處，運送機(jī)構(gòu)5的運送被停止所需的時間間隔，例如400秒。通過將老化部分23放置在恒溫池4內(nèi)部，可以均勻的溫度完成對每個壓電材料8的老化操作，從而無需將溫度提升至老化操作所需的溫度。因此可以在較短時間內(nèi)完成老化操作。
通過將鏈條皮帶32纏繞在輪子30與驅(qū)動輪31之間形成運送機(jī)構(gòu)5。驅(qū)動輪30包括驅(qū)動鏈條皮帶32并以所需速度驅(qū)動鏈條皮帶32來運送托板7的電機(jī)裝置。這里驅(qū)動輪30在溫度提升部分3、恒溫設(shè)定部分21、極化部分22和恒溫池4內(nèi)的老化部分23都停止驅(qū)動鏈條皮帶例如400秒。
控制部分6包括微計算機(jī)、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、輸入接口和輸出接口。將控制部分6構(gòu)造為控制溫度提升部分3、恒溫池4和運送機(jī)構(gòu)5。在控制溫度提升部分3中，將加熱電壓施加在近紅外線加熱器10和熱板11上，并且控制熱板11的向上和向下運動。在控制恒溫池4中，控制熱氣體的吹入、設(shè)置在托板7運送入口和托板7運送出口的開-關(guān)擋板19和20以使開和關(guān)同步，并且控制施加電壓和極化部分上下極化電極24和25的向上和向下運動。在控制運送機(jī)構(gòu)5中，控制驅(qū)動輪30的驅(qū)動操作。
以下參照圖5描述極化裝置的操作。
控制部分6使近紅外線加熱器10和溫度提升部分3的熱板11通過施加加熱電壓操作，并且使熱空氣進(jìn)入恒溫池4并且將恒溫池4內(nèi)部的溫度控制在例如203EC。
隨后，控制部分6向傳送機(jī)構(gòu)5的驅(qū)動輪30發(fā)送控制信號并轉(zhuǎn)動驅(qū)動輪30，從而移動鏈條皮帶32。這使得鏈條皮帶32上的每個托板7被送至溫度提升部分3。
當(dāng)托板7被送入溫度提升部分3時，控制部分6停止驅(qū)動輪30例如400秒以停止托板7的傳送。此外，控制部分6控制向上-向下機(jī)構(gòu)18以向上移動熱板11。這使得熱板11相應(yīng)的熱傳遞凸起14插入相應(yīng)托板7的相應(yīng)凹口12的底壁的相應(yīng)通過孔13內(nèi)，并通過相應(yīng)的托板7與相應(yīng)的壓電材料9背面接觸。這樣，在溫度提升部分3內(nèi)，由近紅外線加熱器10和熱板11加熱壓電材料8的前表面和背面以使溫度迅速升至略微高于203EC的控制溫度。
壓電材料8的溫度已經(jīng)上升時，控制部分6使恒溫池4的開-關(guān)擋板19和20打開并且再次驅(qū)動驅(qū)動輪30，因此已經(jīng)送入溫度提升部分3的托板7由鏈條皮帶32送入恒溫池4。
當(dāng)托板7到達(dá)恒溫池4內(nèi)的恒溫設(shè)定部分21時，控制部分6停止驅(qū)動輪30例如400秒以停止托板7的傳送，因此恒溫設(shè)定部分21上的托板7上的壓電材料8經(jīng)歷了恒溫設(shè)定操作。這使得壓電材料8的溫度變恒定在控制溫度上，例如203EC。
當(dāng)完成恒溫設(shè)定操作時，控制部分6開始再次驅(qū)動驅(qū)動輪30以使托板7到達(dá)極化部分22。在托板7到達(dá)極化部分22之前，控制部分6向極化部分22的上下極化電極24和25的向上-向下機(jī)構(gòu)28和29發(fā)送控制信號以使上下極化電極24和25移出運送路徑。當(dāng)該托板7到達(dá)極化部分22時，控制部分6停止驅(qū)動輪30例如400秒以停止托板7的傳送并且向向上-向下機(jī)構(gòu)28和29發(fā)送控制信號以使上下極化電極24和25向傳送路徑降低。這使得相應(yīng)極化電極24和25的插腳24b和25b由托板7固定的每個壓電材料8兩面上在極化部分22處與壓電電極接觸。在這種接觸狀態(tài)下，控制部分6通過高壓功率源使高壓施加在上下極化電極24和25上例如400秒。
在這種情況下，由下極化電極25將極化部分22托板7上的每個壓電材料8向上略微抬起，因此脫離與托板7的接觸。因此在極化期間，因從上極化電極24施加高壓而產(chǎn)生朝向下極化電極25的沿面放電，但是不沿托板7產(chǎn)生，從而使這種結(jié)構(gòu)是比較好的。托板7與鏈條皮帶32接觸，并且與接地側(cè)連接，這不同于下極化電極25的接地，因為當(dāng)向裝置的接地產(chǎn)生沿面放電時裝置可能成為有缺陷等。
當(dāng)完成每個壓電材料8的極化時，控制部分6開始驅(qū)動驅(qū)動輪30，使托板7到達(dá)老化部分23。隨后，當(dāng)托板7到達(dá)老化部分23時，控制部分停止驅(qū)動輪30例如400秒以停止托板7的傳送，因此在老化部分23托板7上的每個壓電材料完成老化操作。因此每個壓電材料8在例如203EC控制溫度下經(jīng)歷了例如400秒的老化操作。
在老化操作之后，控制部分6使得恒溫池4的開-關(guān)擋板19和20打開以在老化操作脫離恒溫池4之后在老化部分23使托板7放電。
這樣，由于溫度提升部分3將壓電材料8的溫度升高至極化所需溫度，所以當(dāng)它們放置在恒溫池4內(nèi)時，其溫度已經(jīng)達(dá)到恒溫池4內(nèi)部設(shè)定溫度附近。因此與壓電材料8于普通溫度下放置在恒溫池4內(nèi)相比，壓電材料達(dá)到所需溫度所需時間相當(dāng)程度縮短。
此后，由恒溫池4以高精度將每個壓電材料設(shè)定為所需的高溫。隨著壓電材料8被以高精度設(shè)定在所需溫度上，可以在恒溫池4內(nèi)的極化部分22上對每個壓電材料8完成極化。因此可以高精度在短時間內(nèi)完成壓電材料8的極化。
控制部分6通過將以下時間控制為如圖5所示例如都為400秒來控制運送機(jī)構(gòu)5溫度提升部分3將壓電材料8升溫所需的時間；將壓電材料在恒溫池4內(nèi)的恒溫設(shè)定部分21設(shè)定為恒溫所需的時間；在極化部分22完成極化所需的時間；以及在老化部分23完成老化操作所需的時間。雖然溫度提升部分8使溫度在每個壓電材料8前表面上升(以實線表示)，溫度在內(nèi)部也上升(用長短交替線表示)，并且溫度在背面也上升(用點劃線表示)，但是變化微小，而在極化操作期間它們基本是相同的，例如在恒溫池4內(nèi)部為203EC，從而可高精度地完成極化操作。
本發(fā)明并不局限于上述實施例，因此可以作出各種其他應(yīng)用和修改。
(1)在上述實施例中，為了通過停止鏈條皮帶23在預(yù)定位置(站點)的托板7完成400秒的相應(yīng)操作(即在溫度提升部分3、恒溫設(shè)定部分21、極化部分22而恒溫池4內(nèi)的老化部分23完成操作)，各個站點是等距離分布。因此當(dāng)其中一個托板7不在預(yù)設(shè)站點上而另一托板7位于預(yù)設(shè)站點上時，未到達(dá)相應(yīng)站點的托板7可以被托板向上-向下機(jī)構(gòu)(未畫出)抬起以定位和固定在預(yù)設(shè)位置。
(2)在上述實施例中，鏈條皮帶32被用作運送機(jī)構(gòu)5。鏈條皮帶32可以由金屬或樹脂構(gòu)成。也可以采用鏈條皮帶以外的運送機(jī)構(gòu)。
按照本發(fā)明，由于壓電材料由溫度提升部分升高溫度，因此當(dāng)壓電材料放入恒溫池內(nèi)時，其溫度設(shè)定在恒溫池內(nèi)部溫度附近。因此與壓電材料以普通溫度放入恒溫池4相比，壓電材料達(dá)到所需溫度所需的時間在相當(dāng)程度上減少。
隨后，壓電材料8的溫度在恒溫池4內(nèi)以所需高溫高精度地設(shè)定。當(dāng)以高精度將壓電材料設(shè)定在該溫度上時，可以在同一恒溫池內(nèi)的極化部分上對壓電材料完成極化。因此可以高精度地在短時間內(nèi)進(jìn)行壓電材料的極化。
雖然借助實施例詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是在不偏離本發(fā)明范圍的前提下各種變化對本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此上述文獻(xiàn)作為參考包含在本文中。
權(quán)利要求
1.一種在高溫氣體下極化具有兩個表面的壓電材料的極化裝置，其特征在于包含使壓電材料升高至極化壓電材料所需的溫度的溫度提升部分；以及具有保持在所需溫度下的氣體氣氛的恒溫池，該恒溫池包含在壓電材料溫度保持在所需溫度下時極化壓電材料的極化部分。
2.如權(quán)利要求1所述的極化裝置，其特征在于恒溫池進(jìn)一步包含對極化部分極化后的壓電材料進(jìn)行老化操作的老化部分。
3.如權(quán)利要求1所述的極化裝置，其特征在于溫度提升部分加熱壓電材料的兩個表面。
4.如權(quán)利要求3所述的極化裝置，其特征在于溫度提升部分包括通過熱輻射加熱壓電材料其中一個表面的輻射加熱裝置。
5.如權(quán)利要求3所述的極化裝置，其特征在于溫度提升部分包括直接加熱壓電材料其中一個表面的裝置。
6.如權(quán)利要求1所述的極化裝置，其特征在于進(jìn)一步包括將壓電材料從溫度提升部分運送至恒溫池的運送機(jī)構(gòu)；以及控制運送機(jī)構(gòu)運送的控制部分。
7.如權(quán)利要求6所述的極化裝置，其特征在于控制部分控制選自由下列構(gòu)成的一組時間由溫度提升部分升高壓電材料溫度的時間；將壓電材料溫度設(shè)定在恒溫池內(nèi)恒溫下的時間；極化部分極化壓電材料的時間；以及完成老化操作的時間，其中恒溫池進(jìn)一步包含對已經(jīng)由極化部分極化的壓電材料完成老化處理的老化部分；以及它們的組合；其中控制部分根據(jù)時間控制操作依次控制運送機(jī)構(gòu)的運送。
8.如權(quán)利要求7所述的極化裝置，其特征在于控制部分將每個時間控制為基本相同。
9.如權(quán)利要求6所述的極化裝置，其特征在于還包括接收電材料的運送夾，該運送夾由運送機(jī)構(gòu)運送。
10.如權(quán)利要求9所述的極化裝置，運送夾包含托板，托板包括低壁、可保持壓電材料的凹口和低壁上限定凹口的通過孔；以及溫度提升部分進(jìn)一步包含包括熱板的直接加熱裝置，熱板包含熱傳遞凸起和熱傳遞接觸面，熱傳遞凸起插入托板的通過孔并且通過通過孔與凹口內(nèi)的壓電材料的底面接觸，并且熱傳遞接觸表面可與托板底面接觸。
11.一種在高溫氣體下極化壓電材料的方法，其特征在于包含以下步驟使壓電材料升高至極化壓電材料所需的溫度；以及將極化材料放入溫度維持在所需溫度下的氣體氣氛內(nèi)進(jìn)行極化。
12.如權(quán)利要求11所述的在高溫氣體內(nèi)極化壓電材料的方法，其特征在于進(jìn)一步包含在同一氣體氣氛中對極化后的壓電材料進(jìn)行老化操作的步驟。
13.如權(quán)利要求1所述的極化裝置，其特征在于進(jìn)一步包括極化裝置中的壓電材料。
14.如權(quán)利要求5所述的極化裝置，其特征在于直接加熱裝置包含熱板，熱板包括熱傳遞凸起和熱傳遞接觸面。
全文摘要
為了在高溫氣體中極化壓電材料,溫度提升部分將壓電材料的溫度升高至極化壓電材料所需的溫度。恒溫池具有保持所需溫度的氣氛,并且包含極化保持所需溫度的壓電材料的極化部分。當(dāng)壓電材料的溫度由溫度提升部分迅速升至極化壓電材料所需的溫度并且位于恒溫池內(nèi)時,壓電材料的溫度在恒溫池內(nèi)部設(shè)定溫度附近,因此可以在較短時間內(nèi)以高精度極化壓電材料。
文檔編號H02N2/00GK1357931SQ0114350
公開日2002年7月10日 申請日期2001年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月5日
發(fā)明者友廣宏 申請人:株式會社村田制作所