CN209626257U - 一种提高极化成功率的极化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种提高极化成功率的极化装置，包括极化腔体和两组相互对称的极化夹具，极化腔体上设置与外部相连的进气管和出气管；极化夹具置于极化腔体内部；每组极化夹具包括探针、耐高温板、金属连接杆和金属环；探针包括导电柱和探头，导电柱贯穿耐高温板并向外延伸，导电柱延伸部分套有金属环，金属环与高压线相连，高压线穿过密封圈与外界的高压电源正负极相连；极化腔体的两边的侧壳体的内壁上均设有多组均匀分布的加热元件。本实用新型使用硅碳棒作为加热元件，氮气作为导热媒质，使整个密封腔内温场分布均匀；不用硅油作为加热媒质，可避免在极化的过程中硅油污染压电陶瓷样品，不受硅油的沸点影响，样品可以在较高的温度下极化。

Description

一种提高极化成功率的极化装置

技术领域

本实用新型属于压电陶瓷极化技术领域，具体涉及一种提高极化成功率的极化装置，特别适用于高压极化有困难的压电陶瓷的极化。

背景技术

压电陶瓷可以应力的作用下而产生形变，其内部会出现极化现象，导致陶瓷表面正负电荷的积累，压电陶瓷已广泛应用于压电超声马达、打印机喷头和压电换能器中。

压电陶瓷在测试和使用中前都需要极化处理，极化指的是在外接电压的作用下，陶瓷内部的电畴重新排列，其排列方向与电场方向一致。在极化的过程中，极化温度、极化时间和极化电压三个要素显得尤为重要，特别是针对一些不易极化的材料，提高极化温度和时间可以提高样品极化的成功率。

传统极化夹具往往置于硅油中，通过简单的电炉加热硅油保持极化温度。因此可能会出现如下问题：1.由于样品浸入硅油中极化容易造成样品表面污染；2.由于极化时样品要完全浸入硅油，需要加热的硅油体积较大，很难均匀的加热硅油并保持硅油内部温场一致；3.由于使用硅油作为导热媒质，因此极化的最高温度只能到达硅油沸点。所以使用传统极化装置很难极化矫顽场较高难以极化的样品。

实用新型内容

针对现有技术中的不足与难题，本实用新型旨在提供一种提高极化成功率的极化装置。

本实用新型要解决的技术问题是克服传统油浴极化工具的缺陷，提供一种可以在氮气保护下加热的极化装置，该装置不以硅油作为加热媒质，进而避免了样品污染，同时极可达较高的极化温度，以此提高样品极化的成功率。

为了解决上述问题，本实用新型专利提出如下方案：

一种提高极化成功率的极化装置，包括极化腔体和两组相互对称的极化夹具，极化腔体上设置与外部相连的进气管和出气管；极化工作时，极化腔体内填充氮气；极化夹具置于极化腔体内部，其中一组悬挂在极化腔体的上壳体的内壁上、另一组安装在极化腔体的下壳体内壁上；每组极化夹具包括探针、耐高温板、金属连接杆和金属环，探针安装在耐高温板上，耐高温板通过金属连接杆与极化腔体对应的壳体相连，两组极化夹具的各自探针间隔相对；探针包括导电柱和固定在导电柱一端的探头，导电柱的另一端贯穿耐高温板并向外延伸，导电柱延伸部分套有金属环，金属环与高压线相连，高压线穿过密封圈与外界的高压电源正负极相连；极化腔体的两边的侧壳体的内壁上均设有多组均匀分布的加热元件。

进一步地，进气管以密封相连方式贯穿极化腔体的上壳体；出气管以密封相连方式贯穿极化腔体的其中一面侧壳体；进气管与氮气容器相连；进气管和出气管上均设置球阀。

进一步地，极化腔体的两边的侧壳体上的加热元件数量相等、位置对称，加热元件采用硅碳棒。

进一步地，耐高温板为云母材料；探头为铂探针探头。

进一步地，导电柱的外壁上缠绕一圈弹簧，弹簧的两头分别用卡扣与导电柱紧固。

进一步地，导电柱靠近探头的部分外壁包裹一层绝缘壳。

进一步地，极化腔体的前壳体上设有腔体门和温控表。

进一步地，极化腔体内壁覆盖耐高温的密封材料；极化腔体壳体内填充保温材料。

进一步地，高压线外表面覆盖陶瓷层作为外层绝缘材料。

与现有技术相比，本实用新型有益效果包括：使用硅碳棒作为加热元件，氮气作为导热媒质，使整个密封腔内温场分布均匀；压电陶瓷样品的温度受温控表控制，可以精确控制加热温度和保温时间；不用硅油作为加热媒质，因此不用担心在极化的过程中硅油污染压电陶瓷样品，不受硅油的沸点影响，样品可以在较高的温度下极化。

附图说明

图1为本实用新型中的极化夹具安装在极化腔体内部的立体结构图(图1中极化腔体四侧的壳体已拆开)。

图2为本实用新型中极化腔体外部的立体结构示意图。

图3为本实用新型中极化腔体一侧壳体的侧视结构示意图

图4为本实用新型中探针内剖后的结构示意图。

图示说明：1-极化腔体，1a-上壳体，1b-下壳体，1c-侧壳体，1d-前壳体，2-极化夹具，21-探针，211-探头，212-绝缘壳，213-导电柱，214-弹簧，215-卡扣，22-耐高温板，23-金属连接杆，24-金属环，3-压电陶瓷样品，4-高压线，5-密封圈，6-高压电源，7-球阀，8-进气管，9-出气管，10-加热元件，11-腔体门，12-温控表。

在本实用新型的描述中，术语“前”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接、可拆卸连接、一体地连接；可以是机械连接、电连接；可以是直接相连、中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步地说明。

如图1至图2所示，一种提高极化成功率的极化装置，包括极化腔体1和两组相互对称的极化夹具2。

极化腔体1上设置与外部相连的进气管8和出气管9；进气管8以密封相连方式贯穿极化腔体1的上壳体1a，使其与极化腔体1内部连通；出气管9以密封相连方式贯穿极化腔体1的其中一面侧壳体1c，使其与极化腔体1内部连通；进气管8与氮气容器相连，用于向极化腔体1内充入氮气；出气管9用于将极化结束时极化腔体1内的氮气排出，进气管8和出气管9上均设置用于调节大小与控制开关的球阀7。

如图3所示，极化腔体1的两边的侧壳体1c(即左右两侧的壳体)的内壁上均设有多组均匀分布的加热元件10，两边的加热元件10数量相等、位置对称，使极化腔体1内的温场均匀，加热元件10采用硅碳棒，其耐急冷急热，高温下不易变形，加热温度可达500℃以上。

极化夹具2置于极化腔体1内部，其中一组悬挂在极化腔体1的上壳体1a的内壁上、另一组安装在极化腔体1的下壳体1b内壁上。每组极化夹具2包括探针21、耐高温板22、金属连接杆23和金属环24，探针21安装在耐高温板22上，耐高温板22通过金属连接杆23与极化腔体1对应的壳体相连，两组极化夹具2的各自探针21间隔相对，在具体实施中探针21之间的间隙用于放置压电陶瓷样品3对其进行极化。具体实施中，耐高温板22为云母材料，可耐超过500℃以上高温。

如图4所示，探针21包括导电柱213和固定在导电柱213一端的探头211，导电柱213的另一端贯穿耐高温板22并向外延伸，导电柱213延伸部分套有金属环24，金属环24与高压线4相连，高压线4穿过密封圈5与外界的高压电源6正负极相连，以便高压可以通过探针2加到压电陶瓷样品3上。探头211为铂探针探头，其高温下稳定性好。

导电柱213的外壁上缠绕一圈弹簧214，弹簧214的两头分别用卡扣215与导电柱213紧固，上述结构设置目的为调节导电柱213延伸部分的长度。

导电柱213靠近探头211的部分外壁包裹一层绝缘壳212，便于实际操作中探针21安装、拆卸与调节等。

极化腔体1的前壳体1d上设有腔体门11和温控表12，温控表12镶嵌在腔体门11上，用于对极化腔体1进行精确控温。

极化腔体1内壁覆盖耐高温的密封材料，以保证腔体的密闭性，极化腔体1壳体内填充保温材料，以保证腔体可达预期加热温度。

高压线4外表面覆盖陶瓷层作为外层绝缘材料。

进气管8和出气管9与极化腔体1的连接处都有密封圈，防止漏气。

在具体实施中，还包括对压电陶瓷样品3的紧固的装置，和加热元件10的电源、电线连接和温度感应与控制模块，由于其均属于现有技术的常规设置，本实用新型不详细阐述。

具体实施方式的工作过程：

首先，将压电陶瓷样品3固定置于两组极化夹具2之间，两组探头211与压电陶瓷样品3上下两表面相抵；

然后将极化腔体1密合，通过抽吸设备抽出极化腔体1内的空气，再由进气管8向其内充入氮气，使极化腔体1内完全充满氮气；

打开外接电源，通过温控表12控制硅碳棒的加热温度使极化腔体1内达到预期的温度，并设置保温时间；

当加热元件10硅碳棒不断加热使得极化腔体1内达到预期的温度后，打开高压电源6，对极化夹具2上下两端的导电柱213加入极化脉冲电压，即开始极化；

当完成极化后撤去外接加热电源，极化腔体1内开始自然降温，极化完成，整个过程可以完成对难以极化样品的极化，并保持样品表面清洁。

以上所述仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种提高极化成功率的极化装置，其特征在于：包括极化腔体和两组相互对称的极化夹具，所述极化腔体上设置与外部相连的进气管和出气管；极化工作时，所述极化腔体内填充氮气；所述极化夹具置于所述极化腔体内部，其中一组悬挂在所述极化腔体的上壳体的内壁上、另一组安装在所述极化腔体的下壳体内壁上；每组所述极化夹具包括探针、耐高温板、金属连接杆和金属环，所述探针安装在所述耐高温板上，所述耐高温板通过金属连接杆与极化腔体对应的壳体相连，两组所述极化夹具各自的所述探针间隔相对；所述探针包括导电柱和固定在所述导电柱一端的探头，所述导电柱的另一端贯穿所述耐高温板并向外延伸，所述导电柱延伸部分套有金属环，所述金属环与高压线相连，所述高压线穿过密封圈与外界的高压电源正负极相连；所述极化腔体两边的侧壳体的内壁上均设有多组均匀分布的加热元件。

2.根据权利要求1所述的一种提高极化成功率的极化装置，其特征在于：所述进气管以密封相连方式贯穿所述极化腔体的上壳体；所述出气管以密封相连方式贯穿所述极化腔体的其中一面侧壳体；所述进气管与氮气容器相连；所述进气管和所述出气管上均设置球阀。

3.根据权利要求1所述的一种提高极化成功率的极化装置，其特征在于：所述极化腔体的两边的侧壳体上的所述加热元件数量相等、位置对称，所述加热元件采用硅碳棒。

4.根据权利要求1所述的一种提高极化成功率的极化装置，其特征在于：所述耐高温板为云母材料；所述探头为铂探针探头。

5.根据权利要求1所述的一种提高极化成功率的极化装置，其特征在于：所述导电柱的外壁上缠绕一圈弹簧，所述弹簧的两头分别用卡扣与所述导电柱紧固。

6.根据权利要求1所述的一种提高极化成功率的极化装置，其特征在于：所述导电柱靠近所述探头的部分外壁包裹一层绝缘壳。

7.根据权利要求1所述的一种提高极化成功率的极化装置，其特征在于：所述极化腔体的前壳体上设有腔体门和温控表。

8.根据权利要求1所述的一种提高极化成功率的极化装置，其特征在于：所述极化腔体内壁覆盖耐高温的密封材料；所述极化腔体壳体内填充保温材料。

9.根据权利要求1所述的一种提高极化成功率的极化装置，其特征在于：所述高压线外表面覆盖陶瓷层作为外层绝缘材料。