壓電陶瓷片是一種具有壓電效應(yīng)的陶瓷材料,可將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能或?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為機(jī)械能。由于其良好的壓電性能、機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性和耐腐蝕性等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于傳感器、馬達(dá)、聲學(xué)器件、醫(yī)療設(shè)備和精密儀器等領(lǐng)域。
在壓電陶瓷片的生產(chǎn)和使用過程中,極化是一個(gè)重要的工藝步驟。
01 什么是極化?
極化是指在電場(chǎng)的作用下,使壓電陶瓷片內(nèi)部的電偶極子沿著一個(gè)特定方向排列,形成一個(gè)固定的極化方向。這樣可以使壓電陶瓷片具有壓電效應(yīng),從而實(shí)現(xiàn)電能和機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)換。
然而,在一次極化過程中,可能會(huì)因壓電陶瓷片內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和極化電場(chǎng)的不均勻性導(dǎo)致極化不完全。這種現(xiàn)象可能會(huì)影響壓電陶瓷片的性能,如降低其壓電系數(shù)和熱穩(wěn)定性等。
因此,為了充分發(fā)揮壓電陶瓷片的性能,通常需要進(jìn)行二次極化。
二次極化是在一次極化后,在相反方向施加電場(chǎng),使未極化的區(qū)域再次進(jìn)行極化,以達(dá)到飽和強(qiáng)度。這樣可以提高壓電陶瓷片的極化程度和穩(wěn)定性,使其具有更好的性能和可靠性。
需要注意的是,二次極化的電場(chǎng)應(yīng)控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi),以避免損壞壓電陶瓷片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性能。
此外,二次極化的時(shí)機(jī)應(yīng)選擇在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間點(diǎn),以確保壓電陶瓷片在使用前達(dá)到最佳的性能狀態(tài)。
02 壓電陶瓷片的極化方法
壓電陶瓷片的完全極化可以采用多種方法,其中常用的方法包括電場(chǎng)極化、熱極化和氣體極化。
電場(chǎng)極化是將壓電陶瓷片放入電極板之間,施加電場(chǎng),通過電場(chǎng)的作用,使陶瓷片內(nèi)部的電偶極子沿著一個(gè)特定方向排列,形成一個(gè)固定的極化方向。這種方法能夠使陶瓷片的極化達(dá)到飽和強(qiáng)度,從而提高其壓電系數(shù)和穩(wěn)定性。
熱極化是將壓電陶瓷片加熱至一定溫度,然后在施加電場(chǎng)的同時(shí)冷卻,使內(nèi)部的電偶極子沿著一個(gè)特定方向排列,形成一個(gè)固定的極化方向。這種方法能夠在較短的時(shí)間內(nèi)完成極化過程,并且可以提高陶瓷片的極化程度和穩(wěn)定性。
氣體極化是將壓電陶瓷片暴露在某些氣體環(huán)境下,通過氣體分子的作用,使內(nèi)部的電偶極子沿著一個(gè)特定方向排列,形成一個(gè)固定的極化方向。這種方法適用于極化大型的陶瓷片,并且可以在較短時(shí)間內(nèi)完成極化過程。
總之,對(duì)于壓電陶瓷片的生產(chǎn)和使用需要注意的是,壓電陶瓷的二次極化過程需要謹(jǐn)慎操作,并且需要根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整和選擇。
在進(jìn)行二次極化前,應(yīng)該進(jìn)行充分的測(cè)試和評(píng)估,以確保其對(duì)陶瓷材料的性能和穩(wěn)定性沒有負(fù)面影響。同時(shí),在進(jìn)行極化過程時(shí)也需要注意安全,避免損壞陶瓷片和設(shè)備。建議在進(jìn)行極化過程時(shí)咨詢專業(yè)人士的建議和指導(dǎo),以確保極化過程的穩(wěn)定性和可靠性。