【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及压电陶瓷制备领域，特别是涉及一种压电陶瓷极化装置及其使用方法。
技术介绍
1、压电陶瓷产品由于具有稳定的机械能-电能转化特性，及优异的物理化学特性，因此被广泛的应用于各行各业，产品种类也是五花八门。但无论是何种压电陶瓷产品，其制备过程中都不能缺少极化过程。极化是将压电陶瓷内部原有的杂乱无章的磁畴变为有序排列，使其内部的极化强度从零变为非零状态，从而使压电陶瓷具备压电效应。因此，极化工艺对压电陶瓷的性能影响重大。
2、极化工艺的三个重要影响因素是极化时间、极化电压以及极化温度。目前，工业中主流的极化工艺是高压油浴极化，该方式制备的压电陶瓷片极化率高、一致性好且装置简单。但是该方式同样存在很多缺点，例如：1、使用硅油作为传热介质，增加了陶瓷清洗的难度；2、为了增加作业效率，经常把电场强度提高至5kv/mm～6kv/mm，给操作人员和设备均引入了极大的安全隐患；3、该方式通常需要多人配合操作，增加了人工和生产成本。
3、基于上述问题，工业中逐渐使用高温空气极化来制备压电陶瓷，因为高温空气极化不需要使用硅油作为传热介质，因此就避免了后续难清洗的问题，并且该方式下的极化电压较油浴极化电压低，且降低了风险。但是常规的高温空气极化方式有时还采用烘箱或类似烘箱的加热炉体，通过打开烘箱门或炉体门的方式降温，出现降温速率不同导致样品性能不一致的现象，此外，每次极化只能极化一炉腔的样品，因此大量的时间浪费在了等待极化的过程中。存在极化生产效率低，以及因为极化温度的波动导致压电陶瓷片一致性不好等问题。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种压电陶瓷极化装置及其使用方法，用于解决现有技术中一致性差、效率低、不能批量操作及安全风险高、成本高的问题。。
2、为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种压电陶瓷极化装置，所述压电陶瓷极化装置包括：
3、极化加热炉，履带传动装置，供压装置及若干个样品夹持工装；
4、所述极化加热炉两端贯通，用于为样品提供极化所需要的温度，所述极化加热炉内设有沿所述履带传动装置传送方向依次设置的预热温区、极化温区及保压温区；
5、所述履带传动装置位于所述极化加热炉底部，且所述极化加热炉两端皆有所述履带传动装置暴露于空气中，用于实现所述样品的自动化进样并进行极化；
6、所述履带传动装置包括履带，所述履带上间隔设置有卡槽，所述卡槽用于固定所述样品夹持工装；
7、所述供压装置用于在所述极化温区为所述样品提供极化电压，在所述保压温区为所述样品提供保压电压；
8、所述样品夹持工装用于对所述样品进行固定，所述样品夹持工装与所述供压装置电连接。
9、可选地，所述极化加热炉还包括温度调节装置，用于对每个所述温区的温度单独控制。
10、可选地，所述预热温区包括温度递增的第一温区及第二温区；所述极化温区包括温度与第二温区相同的第三温区；所述保压温区包括温度递减的第四温区及第五温区。
11、可选地，所述供压装置包括极化电源及保压电源，所述极化电源包括极化电源正极及极化电源负极，用于为所述极化温区输入大小可增速调节的直流电压；所述保压电源包括保压电源正极及保压电源负极，用于为所述保压温区输入大小可调节的直流电压。
12、可选地，所述极化温区所在的所述极化加热炉内壁上侧设置有第一导电连接杆及第一柔性导电簧片，所述第一导电连接杆与所述极化电源正极电连接，所述第一柔性导电簧片的一端固定连接于所述第一导电连接杆下方，所述第一柔性导电簧片的另一端用于连接所述样品夹持工装，以实现所述样品夹持工装与所述极化电源正极电连接；所述极化温区所在的所述极化加热炉内壁侧边设置有第三导电连接杆及第三柔性导电簧片，所述第三导电连接杆与所述极化电源负极电连接，所述第三柔性导电簧片的一端固定连接于所述第三导电连接杆侧边，所述第三柔性导电簧片的另一端用于连接所述样品夹持工装，以实现所述样品夹持工装与所述极化电源负极电连接。
13、可选地，所述保压温区所在的所述极化加热炉内壁上侧设置有第二导电连接杆及第二柔性导电簧片，所述第二导电连接杆与所述保压电源正极电连接，所述第二柔性导电簧片的一端固定连接于所述第二导电连接杆下方，所述第二柔性导电簧片的另一端用于连接所述样品夹持工装，以实现所述样品夹持工装与所述保压电源正极电连接；所述保压温区所在的所述极化加热炉内壁侧边设置有第四导电连接杆及第四柔性导电簧片，所述第四导电连接杆与所述保压电源负极电连接，所述第四柔性导电簧片的一端固定连接于所述第四导电连接杆侧边，所述第四柔性导电簧片的另一端用于连接所述样品夹持工装以实现所述样品夹持工装与所述保压电源负极电连接。
14、可选地，在所述履带的运动方向上，所述第一柔性导电簧片与所述第二柔性导电簧片的间距小于所述样品夹持工装的宽度，且大于0.5倍的所述样品夹持工装宽度，以实现所述样品夹持工装在所述极化温区进入所述保压温区的过程中一直处于电连接的状态。
15、可选地，所述第一导电连接杆及所述第二导电连接杆与所述极化加热炉的内壁上侧之间设置有绝缘层；所述第三导电连接杆及所述第四导电连接杆与所述极化加热炉的内壁侧边之间也设置有所述绝缘层。
16、本专利技术还提供一种上述压电陶瓷极化装置的使用方法，所述使用方法包括：
17、s1：将若干个所述样品放置于所述样品夹持工装中，再将所述样品夹持工装固定于所述履带的卡槽内；
18、s2：设定所述极化加热炉各个温区的温度及电压，并打开所述极化加热炉及所述供压装置，设定所述履带的传送速度，并打开所述履带传动装置；
19、s3：使若干个所述样品随所述履带从所述极化加热炉的一端依次进入所述极化加热炉的预热温区、极化温区及保压温区进行极化；
20、s4：取出所述样品夹持工装中的所述样品，获得极化后的所述样品。
21、可选地，所述压电陶瓷极化装置的极化工艺是一个不间断的流水线过程，在开始极化若干个所述样品时，依次执行步骤s1至步骤s4，经过一个完整的流程后，后续只需依次执行步骤s1、步骤s3及步骤s4，即可对若干个所述样品进行批量极化。
22、可选地，所述履带的运转速度范围为0.1m/min～10m/min。
23、如上所述，本专利技术的压电陶瓷极化装置及其使用方法，具有以下有益效果：
24、本专利技术通过设计一种专用的极化加热炉，并设计配套的供压装置、履带传动装置，结合相应的工艺流程参数，实现了压电陶瓷样品的批量化极化过程；本专利技术通过极化加热炉设置不同温度的温区，来控制样品极化和均匀一致的降温，替代常规方式中通过打开炉门降温，使得样品极化一致性高，不容易受外部环境等因素的影响；本专利技术通过履带传动装置本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种压电陶瓷极化装置，其特征在于，所述压电陶瓷极化装置包括：
2.根据权利要求1所述的压电陶瓷极化装置，其特征在于：所述极化加热炉(10)还包括温度调节装置，用于对每个所述温区的温度单独控制。
3.根据权利要求1所述的压电陶瓷极化装置，其特征在于：所述预热温区(11)包括温度递增的第一温区及第二温区；所述极化温区(12)包括温度与第二温区相同的第三温区；所述保压温区(13)包括温度递减的第四温区及第五温区。
4.根据权利要求1所述的压电陶瓷极化装置，其特征在于：所述供压装置包括极化电源及保压电源，所述极化电源包括极化电源正极及极化电源负极，用于为所述极化温区(12)输入大小可增速调节的直流电压；所述保压电源包括保压电源正极及保压电源负极，用于为所述保压温区(13)输入大小可调节的直流电压。
5.根据权利要求4所述的压电陶瓷极化装置，其特征在于：所述极化温区(12)所在的所述极化加热炉(10)内壁上侧设置有第一导电连接杆(121)及第一柔性导电簧片(122)，所述第一导电连接杆(121)与所述极化电源正极电连接，所述第一柔性导电簧
6.根据权利要求5所述的压电陶瓷极化装置，其特征在于：所述保压温区(13)所在的所述极化加热炉(10)内壁上侧设置有第二导电连接杆(131)及第二柔性导电簧片(132)，所述第二导电连接杆(131)与所述保压电源正极电连接，所述第二柔性导电簧片(132)的一端固定连接于所述第二导电连接杆(131)下方，所述第二柔性导电簧片(132)的另一端用于连接所述样品夹持工装(30)，以实现所述样品夹持工装(30)与所述保压电源正极电连接；所述保压温区(13)所在的所述极化加热炉(10)内壁侧边设置有第四导电连接杆(133)及第四柔性导电簧片(134)，所述第四导电连接杆(133)与所述保压电源负极电连接，所述第四柔性导电簧片(134)的一端固定连接于所述第四导电连接杆(133)侧边，所述第四柔性导电簧片(134)的另一端用于连接所述样品夹持工装(30)以实现所述样品夹持工装(30)与所述保压电源负极电连接。
7.根据权利要求6所述的压电陶瓷极化装置，其特征在于：在所述履带(21)的运动方向上，所述第一柔性导电簧片(122)与所述第二柔性导电簧片(132)的间距小于所述样品夹持工装(30)的宽度，且大于0.5倍的所述样品夹持工装(30)宽度，以实现所述样品夹持工装(30)在所述极化温区(12)进入所述保压温区(13)的过程中一直处于电连接的状态。
8.根据权利要求7所述的压电陶瓷极化装置，其特征在于：所述第一导电连接杆(121)及所述第二导电连接杆(131)与所述极化加热炉(10)的内壁上侧之间设置有绝缘层(40)；所述第三导电连接杆(123)及所述第四导电连接杆(133)与所述极化加热炉(10)的内壁侧边之间也设置有所述绝缘层(40)。
9.一种如权利要求1～8中任意一项所述的压电陶瓷极化装置的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括：
10.根据权利要求9所述的压电陶瓷极化装置的使用方法，其特征在于：所述压电陶瓷极化装置的极化工艺是一个不间断的流水线过程，在开始极化若干个所述样品时，依次执行步骤S1至步骤S4，经过一个完整的流程后，后续只需依次执行步骤S1、步骤S3及步骤S4，即可对若干个所述样品进行批量极化。
11.根据权利要求9所述的压电陶瓷极化装置的使用方法，其特征在于：所述履带(21)的运转速度范围为0.1m/min～10m/min。
...【技术特征摘要】
1.一种压电陶瓷极化装置，其特征在于，所述压电陶瓷极化装置包括：
2.根据权利要求1所述的压电陶瓷极化装置，其特征在于：所述极化加热炉(10)还包括温度调节装置，用于对每个所述温区的温度单独控制。
3.根据权利要求1所述的压电陶瓷极化装置，其特征在于：所述预热温区(11)包括温度递增的第一温区及第二温区；所述极化温区(12)包括温度与第二温区相同的第三温区；所述保压温区(13)包括温度递减的第四温区及第五温区。
4.根据权利要求1所述的压电陶瓷极化装置，其特征在于：所述供压装置包括极化电源及保压电源，所述极化电源包括极化电源正极及极化电源负极，用于为所述极化温区(12)输入大小可增速调节的直流电压；所述保压电源包括保压电源正极及保压电源负极，用于为所述保压温区(13)输入大小可调节的直流电压。
5.根据权利要求4所述的压电陶瓷极化装置，其特征在于：所述极化温区(12)所在的所述极化加热炉(10)内壁上侧设置有第一导电连接杆(121)及第一柔性导电簧片(122)，所述第一导电连接杆(121)与所述极化电源正极电连接，所述第一柔性导电簧片(122)的一端固定连接于所述第一导电连接杆(121)下方，所述第一柔性导电簧片(122)的另一端用于连接所述样品夹持工装(30)，以实现所述样品夹持工装(30)与所述极化电源正极电连接；所述极化温区(12)所在的所述极化加热炉(10)内壁侧边设置有第三导电连接杆(123)及第三柔性导电簧片(124)，所述第三导电连接杆(123)与所述极化电源负极电连接，所述第三柔性导电簧片(124)的一端固定连接于所述第三导电连接杆(123)侧边，所述第三柔性导电簧片(124)的另一端用于连接所述样品夹持工装(30)，以实现所述样品夹持工装(30)与所述极化电源负极电连接。
6.根据权利要求5所述的压电陶瓷极化装置，其特征在于：所述保压温区(13)所在的所述极化加热炉(10)内壁上侧设置有第二导电连接杆(131)及第二柔性导电簧片(132)，所述第二导电连接杆(131)与所述保压电源正极电连接，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：连子龙，许良，胡志诚，朱国旗，
申请(专利权)人：苏州隐冠半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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