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压电陶瓷极化碰到的问题【求助】
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情况是这样：我们用压电陶瓷pzt块材减薄，到20um左右，粘到硅片上，分割，做成悬臂梁，震动测试，有输出电压，pzt买来就是已经极化过的。我们担心块材减薄的研磨过程，会减弱pzt的压电性能，就想再把pzt重新极化一下，常温空气中，用的仪器是长盛的耐压测试仪。碰到几个问题。 1.本来已经极化过的，再极化，需要按照之前的正负方向极化吗？还有就是pzt的正负极是啥意思，极化的时候是电源正极接pzt的正，还是要反过来？ 2.极化电压是一下升上去，还是缓慢线性的升上去，还是分段的跳上去，哪样好？ 3.我们用100V-200V电压试过，电源正接pzt正的模式，电压线性缓慢上升，极化15分钟。极化后再测试，输出电压反而下降的很厉害，由300mV降到50mV左右。为什么性能会下降？按照我以前的理解，极化电压提高的话，顶多pzt性能不再提高，有可能下降么？ 4. 同一批的悬臂梁，有的50V就击穿了，有的200V还好的很，怎么差别那么大呢？ 我们现在用50v电压极化了几个，性能没有下降，是不是说明100-200V极化电压太高了？ 本人不是学材料的，对极化也没什么研究，实验碰到诸多难题，导致身心憔悴，夜不能寐啊。身边也没有搞压电材料的人，求助无门。现在来小木虫求教，希望懂的大牛指点一下，不胜感激，有任何一点建议或想法的，随口说两句也行，都会对我很有帮助的，谢谢 。另：本人水平不高，问题也很粗浅，大牛请勿鄙视... |
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samsara20071214
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【答案】应助回帖
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Missile521(金币+1): 鼓励回帖交流~ 2011-08-16 17:50:08
唐重鑫(金币+8): 回答的很清楚，非常感谢。 2011-08-17 11:02:29
Missile521(金币+1): 鼓励回帖交流~ 2011-08-16 17:50:08
唐重鑫(金币+8): 回答的很清楚，非常感谢。 2011-08-17 11:02:29
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1，重新极化要注意极性，一般是电源正极和pzt的正极连接，负极与负极相连。如果接反了，那么将使畴反向偏转，从而降低压电性能。有一种情况是外加电压非常高，高到使电畴反向偏转，是剩余极化强度为0后，能继续反向偏转，使具有反方向的强压电效应，这个可以从电滞回线上获得解释。 2，一般是缓慢的加电压。 3，可能是电压过高，pzt已经被击穿而没有发现。极性反了这种情况好象比较不可靠。 4，同一批材料性能差别很大，是可能的，受材料均匀性以及气孔的不均匀分布影响，气孔过多，易被击穿。 5，如果你想验证研磨后材料性能又没有降低，只需要重新测试性能就好了，有降低的可以重新极化，这样可减少工序，降低成本。根据我的经验，一般来说，研磨不会对性能造成太大的影响。 |
7楼2011-08-16 14:48:33
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2楼2011-08-11 14:27:49
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samsara20071214
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Missile521(金币+1): 再次奖励，学习了！！！ 2011-08-22 16:05:16
Missile521(金币+1): 再次奖励，学习了！！！ 2011-08-22 16:05:16
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1，你说的这种情况很有可能，机械切割有崩边的现象，边缘处出现缺陷，很容易造成表面放电，提高漏电流。 2，极化的目的是使畴偏转，达到饱和极化强度，高压下畴偏转很快，考虑到高压下pzt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。 3，通常来讲，击穿的时候漏电流会很大，此时极化装置会自动断开，按照你的描述，那么就只能是极性的问题了，这个建议你仔细检查连接方式。 这个问题比较奇怪，难以解释。 4，极化后放置24h的目的是消除内应力，使材料稳定。极化过程中畴在外电场作用下偏转，产生内应力，撤去外电场后，在内应力作用下，畴会有一定程度的反转，对比极化后立即测试的数据和极化24h后测试的数据，会发现前者d33会高点。 |
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9楼2011-08-17 16:50:10
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4楼2011-08-11 20:23:51
6楼2011-08-12 16:14:49
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大牛，非常感谢！还有几个问题想请教一下， （1）购买的两边被银的pzt片，80um厚，我们把它切成1cm X 2cm的块，做成悬臂梁。我们用50V极化测试的时候，有的电流几乎为零，能成功极化。有的电流却能达到0.5mA，这种情况，我怀疑是不是由于切割pzt的时候，在pzt边缘有塌陷，导致上下电极太近，或者有些银粉粘到边缘上，导致上下绝缘不好。不知道这种看法对不对，不然80u的pzt加个50V的电压，怎么看都不可能击穿，漏电流也不会这么大啊。 （2）通常这种极化需要多长时间？我看文献上很多说15分钟，但是又有人说他们极化只要点一下，几秒钟即可，还有就是，这么低电压的极化，需要加热和在硅油中么。 （3）“可能是电压过高，pzt已经被击穿而没有发现”，极化的时候，我看了电流，一直少于0.1mA，耐压测试仪我们设置的报警电流是2mA。如果击穿的话，电流不会变很大么？ （4）极化后，需要放置24小时候再测试，目的是啥啊？需要正负极接通放电么？如果当时就测试，会使极化性能变弱吗？ 呵呵，新手，问题有点多，希望大牛多指点。谢谢。 |
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8楼2011-08-17 11:21:56
10楼2011-08-19 15:15:25