硅油浴式压电陶瓷片极化装置制造方法及图纸

硅油浴式压电陶瓷片极化装置，包括极化箱，极化箱顶部左侧设有安装架，安装架上设有电机减速机，极化箱顶部中央设有试件取放口和用于封堵试件取放口的箱盖，电机减速机的主轴传动连接有位于极化箱内的升降机构，极化箱内设有设置在升降机构上的试件夹持机构，试件夹持机构位于试件取放口正下方，试件夹持机构上设有用于封堵试件取放口的箱盖；极化箱内插设有热电偶。本实用新型专利技术实现了对压电陶瓷片外形不做限制的功能，可以夹持不同形状和尺寸的压电陶瓷片，并且夹持的力度可以控制，避免损伤压电陶瓷片，另外采用自动升降取放压电陶瓷片，保证了操作的安全性。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于压电陶瓷材料极化
，具体涉及一种硅油浴式压电陶瓷片极化装置。
技术介绍
压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料，被广泛应用于移动通信、卫星广播、电子设备、仪器仪表、生物以及航空航天等高新
，成为不可缺少的现代化关键材料和元件。随着科学技术的飞速发展，许多电子电器设备对所选用的压电器件要求也越来越高，要求压电材料在使用范围和使用环境方面有更大的适应性，为此研制出居里温度更高、压电常数更大、机械强度更高的新型压电材料就成为当务之急。日本和美国是高档电子元器件的主要生产国，几乎所有日本大公司和许多欧美公司都投入大量精力到压电陶瓷的研制中。研究新型压电陶瓷元件需对不同的材料和工艺进行大量的试验，通过试验的结果来研究元件的特性。然而，与大规模工业生产不同，实验室条件下对陶瓷进行极化，每个试件的厚度、材料都有可能不同，所以每个试件需要选择合适的电场强度、极化时间和极化温度才能使试件具有最佳性能。试件的极化处理有两种方式，一种是硅油极化，极化工艺为120℃，3KV/mm，3min；一种是空气极化，极化电压一般为娇顽场的几倍，极化时间15min。极化后试件应放置24h后再进行实验测试。极化的目的是使电畴偏转，达到饱和极化强度，高压下畴偏转很快，考虑到高压下半导体容易被击穿，一般是降低极化电压，延长极化时间和提高极化温度，温度高可促进畴的偏转。在硅油中极化还是空气极化视极化电压而定，极化电压较高时，可能击穿空气，造成表面放电，从而损坏样品，此时一般采用硅油极化。压电陶瓷内部的晶粒有许多自发极化的电畴，它有一定的极化方向，从而存在电场，在无外电场作用时，电畴在晶体中杂乱分布，它们的极化效应被相互抵消，压电陶瓷内极化强度为零，因此原始的压电陶瓷呈中性，不具有压电性质。在陶瓷上施加外电场时，电畴的极化方向发生转动，趋向于按外电场方向的排列，从而使材料得到极化。外电场愈强，就有更多的电畴更完全地转向外电场方向，当让外电场强度大到使材料的极化达到饱和的程度，即所有电畴极化方向都整齐地与外电场方向一致时，外电场去掉后，电畴的极化方向基本不变，这时的材料才具有压电特性，这就是压电陶瓷的极化过程。压电陶瓷极化装置就是完成极化过程的一种设备。现有的压电陶瓷极化装置在工作使用过程中存在以下技术问题：1、由于极化作业的电压是高压，在向密闭容器内放入或取出压电陶瓷片还采用人工操作，具有较大的安全隐患；2、现有的压电陶瓷片极化装置，大多为用户自行搭建，在极化夹具上的设计比较粗糙，不能根据压电陶瓷片的尺寸的大小实现不同形状的样品在不同方向上的极化，此外现有技术中大多采用简单的弹簧夹持方式，夹紧力不可调不可控，容易损坏压电陶瓷片。
技术实现思路
本技术为了解决现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、便于操控、可根据压电陶瓷片的形状进行调节夹持空间满足不同方向极化、夹持力较小不至于损伤压电陶瓷片、硅油温度可控制、自动取放试件、安全可靠的硅油浴式压电陶瓷片极化装置。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：硅油浴式压电陶瓷片极化装置，包括极化箱，极化箱顶部左侧设有安装架，安装架上设有电机减速机，极化箱顶部中央设有试件取放口和用于封堵试件取放口的箱盖，箱盖一侧边沿通过铰链铰接在极化箱顶部，箱盖另一侧顶部设有开盖手柄，电机减速机的主轴传动连接有位于极化箱内的升降机构，极化箱内设有设置在升降机构上的试件夹持机构，试件夹持机构位于试件取放口正下方，试件夹持机构上设有用于封堵试件取放口的箱盖；极化箱内插设有热电偶；升降机构包括沿垂直方向设置的丝杠和导柱，丝杠和导柱分别设在极化箱内的左侧和右侧，丝杠上端同轴向设有光轴，光轴上端穿过极化箱顶部与电机减速机的主轴通过联轴器传动连接，极化箱内底部左侧设有轴承座，丝杠下端转动连接在轴承座内，导柱上端通过安装螺栓与极化箱顶部固定连接，导柱下端通过固定连接件与极化箱侧壁固定连接；丝杠上螺纹连接有螺母，导柱上穿套有水平设置的支撑板，支撑板左侧与螺母右侧固定连接；所述的试件夹持机构固定设在支撑板上；试件夹持机构包括水平设置的聚四氟乙烯绝缘板，聚四氟乙烯绝缘板通过连接螺栓固定设在支撑板上表面，聚四氟乙烯绝缘板上设有绝缘支座，绝缘支座上表面保持水平，绝缘支座上表面沿左右水平方向开设有一条燕尾槽，绝缘支座上设有左导电滑座和右导电滑座，左导电滑座顶部右侧设有左导电立板，右导电滑座顶部左侧设有与左导电立板平行且左右相对设置的右导电立板，左导电立板顶部设有左导电弹簧片，右导电立板顶部设有右导电弹簧片，左导电弹簧片和右导电弹簧片均呈倒U型结构且左右相对设置，左导电立板上设有左接线柱，右导电立板上设有右接线柱，左导电滑座上沿垂直方向设有与燕尾槽上下对应的左通孔，左通孔内穿设有左紧固螺栓，右导电滑座上沿垂直方向设有与燕尾槽上下对应的右通孔，右通孔内穿设有右紧固螺栓，燕尾槽内滑动设有左定位块和右定位块，左定位块、右定位块和燕尾槽的横截面均相同，左定位块上沿垂直方向设有左螺孔，右定位块上沿垂直方向设有右螺孔，左紧固螺栓下端伸入并螺纹连接在左螺孔内，右紧固螺栓下端伸入并螺纹连接在右螺孔内。绝缘支座前侧面沿燕尾槽的长度方向设有直尺刻度，直尺刻度的0刻度线位于直尺刻度的中间。左导电弹簧片的左侧下端边沿与左导电立板顶部固定连接，左导电弹簧片的下端边沿右侧设有左挡条；右导电弹簧片的右侧下端边沿与右导电立板顶部固定连接，右导电弹簧片的下端边沿左侧设有右挡条。左导电滑座、左导电立板、左导电弹簧片和左挡条均采用铜材料一体制造而成；右导电滑座、右导电立板、右导电弹簧片和右挡条均采用铜材料一体制造而成。极化箱外侧壁下部设有接地接线柱。采用上述技术方案，本技术还包括以下技术特征：极化箱内设有筒体，筒体上端和下端边沿分别与极化箱的顶部下表面和底部下表面固定连接，筒体外壁与极化箱内侧壁之间具有环形空腔，环形空腔内填充有保温石棉。这样确保在密闭容器（极化箱）内盛装的硅油的温度变化较小，保温效果好，温度易于控制，提升极化效果。本技术的具体工作过程如下：首先，本技术中的左接线柱和右接线柱分别通过高压导线连接到多通道高压电源的正极和负极上，极化箱体内盛装硅油，并对硅油进行加热，通过热电偶监控硅油的温度保持在80℃～180℃；手持开盖手柄将箱盖打开，启动电机减速机，电机减速机的主轴通过联轴器带动丝杠旋转，丝杠上螺纹连接的螺母在支撑板和导柱的限定下，螺母沿丝杠向下移动，导柱起到良好的平衡及上下移动的导向作用；支撑板的向下移动，带动试件夹持机构也向上移动，试件夹持机构向上从试件取放口伸出来，关闭电机减速机，将压电陶瓷片放置到左导电弹簧片和右导电弹簧片之间，沿燕尾槽长度方向移动左导电滑座和/或右导电滑座，使左导电弹簧片和右导电弹簧片把压电陶瓷片紧紧夹住，左挡条和右挡条起到避免压电陶瓷片向下滑落的作用，然后使用扳手拧动左紧固螺栓和/或右紧固螺栓，使左定位块和/右定位块与燕尾槽内壁的上部压紧，从而使左导电滑座和右导电滑座固定到绝缘支座上。然后启动电机减速机，驱动试件夹持机构、压电陶瓷片以及箱盖向下移动，压电陶瓷片没入到硅油中，关闭电机减速机，接着就可对左接线柱和右接线柱通入高压电进行极化作业。硅油起到绝缘、灭弧本文档来自技高网...

【技术保护点】
硅油浴式压电陶瓷片极化装置，其特征在于：包括极化箱，极化箱顶部左侧设有安装架，安装架上设有电机减速机，极化箱顶部中央设有试件取放口和用于封堵试件取放口的箱盖，箱盖一侧边沿通过铰链铰接在极化箱顶部，箱盖另一侧顶部设有开盖手柄，电机减速机的主轴传动连接有位于极化箱内的升降机构，极化箱内设有设置在升降机构上的试件夹持机构，试件夹持机构位于试件取放口正下方，试件夹持机构上设有用于封堵试件取放口的箱盖；极化箱内插设有热电偶；升降机构包括沿垂直方向设置的丝杠和导柱，丝杠和导柱分别设在极化箱内的左侧和右侧，丝杠上端同轴向设有光轴，光轴上端穿过极化箱顶部与电机减速机的主轴通过联轴器传动连接，极化箱内底部左侧设有轴承座，丝杠下端转动连接在轴承座内，导柱上端通过安装螺栓与极化箱顶部固定连接，导柱下端通过固定连接件与极化箱侧壁固定连接；丝杠上螺纹连接有螺母，导柱上穿套有水平设置的支撑板，支撑板左侧与螺母右侧固定连接；所述的试件夹持机构固定设在支撑板上；试件夹持机构包括水平设置的聚四氟乙烯绝缘板，聚四氟乙烯绝缘板通过连接螺栓固定设在支撑板上表面，聚四氟乙烯绝缘板上设有绝缘支座，绝缘支座上表面保持水平，绝缘支座上表面沿左右水平方向开设有一条燕尾槽，绝缘支座上设有左导电滑座和右导电滑座，左导电滑座顶部右侧设有左导电立板，右导电滑座顶部左侧设有与左导电立板平行且左右相对设置的右导电立板，左导电立板顶部设有左导电弹簧片，右导电立板顶部设有右导电弹簧片，左导电弹簧片和右导电弹簧片均呈倒U型结构且左右相对设置，左导电立板上设有左接线柱，右导电立板上设有右接线柱，左导电滑座上沿垂直方向设有与燕尾槽上下对应的左通孔，左通孔内穿设有左紧固螺栓，右导电滑座上沿垂直方向设有与燕尾槽上下对应的右通孔，右通孔内穿设有右紧固螺栓，燕尾槽内滑动设有左定位块和右定位块，左定位块、右定位块和燕尾槽的横截面均相同，左定位块上沿垂直方向设有左螺孔，右定位块上沿垂直方向设有右螺孔，左紧固螺栓下端伸入并螺纹连接在左螺孔内，右紧固螺栓下端伸入并螺纹连接在右螺孔内。...

【技术特征摘要】
1.硅油浴式压电陶瓷片极化装置，其特征在于：包括极化箱，极化箱顶部左侧设有安装架，安装架上设有电机减速机，极化箱顶部中央设有试件取放口和用于封堵试件取放口的箱盖，箱盖一侧边沿通过铰链铰接在极化箱顶部，箱盖另一侧顶部设有开盖手柄，电机减速机的主轴传动连接有位于极化箱内的升降机构，极化箱内设有设置在升降机构上的试件夹持机构，试件夹持机构位于试件取放口正下方，试件夹持机构上设有用于封堵试件取放口的箱盖；极化箱内插设有热电偶；升降机构包括沿垂直方向设置的丝杠和导柱，丝杠和导柱分别设在极化箱内的左侧和右侧，丝杠上端同轴向设有光轴，光轴上端穿过极化箱顶部与电机减速机的主轴通过联轴器传动连接，极化箱内底部左侧设有轴承座，丝杠下端转动连接在轴承座内，导柱上端通过安装螺栓与极化箱顶部固定连接，导柱下端通过固定连接件与极化箱侧壁固定连接；丝杠上螺纹连接有螺母，导柱上穿套有水平设置的支撑板，支撑板左侧与螺母右侧固定连接；所述的试件夹持机构固定设在支撑板上；试件夹持机构包括水平设置的聚四氟乙烯绝缘板，聚四氟乙烯绝缘板通过连接螺栓固定设在支撑板上表面，聚四氟乙烯绝缘板上设有绝缘支座，绝缘支座上表面保持水平，绝缘支座上表面沿左右水平方向开设有一条燕尾槽，绝缘支座上设有左导电滑座和右导电滑座，左导电滑座顶部右侧设有左导电立板，右导电滑座顶部左侧设有与左导电立板平行且左右相对设置的右导电立板，左导电立板顶部设有左导电弹簧片，右导...

【专利技术属性】
技术研发人员：马帅杰，秦国帅，赵明皞，张巧云，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：新型
国别省市：河南;41