¿Cuál es la polarización de la cerámica piezoeléctrica?

Si el proceso de polarización de la cerámica piezo es suficiente o no tiene una gran influencia en las propiedades del material. Por lo tanto, es necesario seleccionar razonablemente las condiciones de polarización, el campo eléctrico de polarización, la temperatura de polarización y el tiempo de polarización, que se conocen como los tres elementos de la polarización.

(1) campo eléctrico polarizado

Los dominios se pueden alinear en la dirección del campo eléctrico bajo la acción de un campo eléctrico polarizado, por lo que es el factor principal en la condición de polarización. Cuanto más alto es el campo eléctrico de polarización, mayor es el efecto de la alineación de los dominios, es más suficiente la polarización. Pero las diferentes fórmulas deben ser diferentes en la altura. La magnitud del campo eléctrico polarizado depende principalmente del campo coercitivo CE de la cerámica piezoeléctrica. El campo eléctrico de polarización debe ser mayor que la CE para dirigir los dominios y alinearse en la dirección del campo externo. Generalmente es 2-3 veces la de CE. El tamaño de la CE está relacionado con la composición y estructura de la cerámica piezo. Para los materiales basados ​​en PZT de fase tetragonal, la CE está aumentando a medida que disminuye la relación ZR / TI. En la región de tres direcciones, el cambio en la CE con la relación ZR / TI no es significativa. Si la relación de sustitución disminuye, la relación de eje de cristal C / A del material, la rotación de dominio 90o produce una tensión interna pequeña, la rotación es fácil, y la CE es más baja. Los aditivos blandos reducen la CE y los aditivos duros aumentan la CE. La práctica serie PZT Material EC está en el rango de 0.6-1.6 kV / mm. La CE también disminuye con la temperatura creciente. Por lo tanto, si la temperatura de polarización aumenta, el campo eléctrico de polarización se puede reducir correspondientemente.

El campo eléctrico polarizado también está limitado por la fuerza de descomposición EB de la cerámica piezo. Una vez que el campo eléctrico polarizado alcanza el tamaño de EB, la cerámica piezo se convierte en un desperdicio después de la desglose. EB cae bruscamente debido a la presencia de poros, grietas y composición desigual. Por lo tanto, el proceso de preparación previa debe garantizar la densidad y la uniformidad del producto. El tamaño de EB también está relacionado con el grosor de polarización de los discos piezoicos y los cilindros, y su relación se ajusta aproximadamente a la fórmula: EB = 26.2T0.39, donde EB es el campo eléctrico de desglose (KV / CM) y T es el grosor. (cm). Por lo tanto, para productos más gruesos, el campo eléctrico de polarización se reduce correspondientemente al aumentar la temperatura de la polarización, el tiempo de polarización se prolonga para lograr un buen efecto de polarización.

Bajo la condición del campo eléctrico polarizado y el tiempo de polarización, cuando la temperatura de polarización de las aplicaciones de transductor piezoeléctrico es alta, la orientación de la orientación del dominio es más fácil y el efecto de polarización es mejor. Las razones principales son las siguientes: (1) La anisotropía de cristal piezoimérico disminuye con la temperatura creciente, y la tensión interna del dominio se vuelve más pequeña, es decir, la resistencia es pequeña, por lo que la polarización es más fácil. 2 El bucle de histéresis se vuelve más estrecho con una temperatura creciente, es decir, el campo coercitivo se vuelve más pequeño y en realidad hace que el movimiento del dominio sea más fácil. 3 El efecto de carga de espacio disminuye con la temperatura creciente. Algunas impurezas causan una gran cantidad de carga espacial en el producto, lo que resulta en un campo de carga espacial fuerte, protegiendo el campo de polarización aplicado externamente, que no es propicio para la polarización. Cuando aumenta la temperatura, la conductividad eléctrica del producto aumenta, la carga espacial es fácil de migrar, se reduce la acumulación y se reduce el efecto de protección del campo de carga espacial, lo que es favorable para la polarización. La temperatura de polarización está relacionada con la composición del material. Algunos materiales reflejan de manera integral las propiedades piezoeléctricas del coeficiente de acoplamiento electromecánico El valor KP, básicamente no se ve afectado por la temperatura de la polarización, que se puede polarizar a temperaturas más bajas, como el sistema PZT con aditivos suaves. Algunos materiales requieren polarización a temperaturas más altas para tener KP más grande, como PZTElemento cerámico piezoeléctricoCon aditivos duros. En la práctica, cuando se selecciona la temperatura de polarización, la temperatura es mayor, ya que aumentar la temperatura de la polarización puede acortar el tiempo de polarización y mejorar la eficiencia de la polarización. Sin embargo, a temperaturas más altas, el problema a menudo encontrado es que la resistividad del producto es demasiado Pequeño, la corriente de fuga es grande, y la tensión de soporte es baja, es decir, no se puede agregar el voltaje. Además de estar relacionado con la formulación, esto también está relacionado con la densidad deficiente y la baja resistividad eléctrica. Para los artículos que solo están relacionados con la formulación, solo se reduce el campo de polarización y se extiende el tiempo de polarización.

(3) tiempo polarizado