压电陶瓷参数介绍和NBT基陶瓷的极化与压电性能测试及铁电性能测试

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标签:压电材料(4)电荷(42)压电陶瓷(33)

  2.4NBT基陶瓷的极化与压电性能测试

  2.4.1 NBT基陶瓷的极化

  1. 试样的制备

  为对压电陶瓷进行极化和性能测试,烧结后的陶瓷需要进行烧银处理。烧银就是在陶瓷的表面上涂覆一层具有高导电率,结合牢固的银薄膜作为电极。电极的作用有两点:(1)为极化创造条件,因为陶瓷本身为强绝缘体,而极化时要施加高压电场,若无电极,则极化不充分;(2)起到传递电荷的作用,若无电极则在性能测试时不能在陶瓷表面积聚电荷,显示不出压电效应。

  首先将烧结后的圆片状样品磨平、抛光,使两个平面保持干净平整。然后在样品的表面涂覆高温银浆(武汉优乐光电科技有限公司生产,型号:SA-8021),并在一定温度干燥。将表面涂覆高温银浆的样品放入马弗炉进行处理,慢速升温到320~350℃,保温15min以排除银浆中的有机物,快速升温到820℃并保温15min后随炉冷却,最后将涂覆的银电极表面抛光。

  2. NBT基压电材料的极化

  利用压电材料正负电荷中心不重合,对烧成后的压电陶瓷在一定温度、一定直流电场作用下保持一定的时间,随着晶粒中的电畴沿着电场的择优取向定向排列,使压电陶瓷在沿电场方向显示一定的净极化强度,这一过程称为极化 [70]。极化是多晶铁电、压电陶瓷材料制造工艺中的重要工序,压电陶瓷在烧结后是各向同性的多晶体,电畴在陶瓷体中的排列是杂乱无章的,对陶瓷整体来说不显示压电性。经过极化处理后,陶瓷转变为各向异性的多晶体,即宏观上具有了极性,也就显示了压电性。

  对于不同类型的压电陶瓷,进行合适的极化处理才能充分发挥它们最佳的压电特征。决定极化条件的三个因素为极化电压、极化温度和极化时间。为了确定NBT基压电材料的最佳极化条件,本文采用硅油浴高压极化装置(华仪电子股份有限公司生产,型号:7462)详细研究了样品的极化行为,并确定了最佳的极化条件。

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