O polarizador de alta tensão de cerâmica piezoelétrica confere propriedades piezoelétricas ao material ao aplicar campos de corrente contínua para que suas categorias elétricas internas sejam dispostas ao longo da direção do campo elétrico. Antes da polarização da cerâmica piezoelétrica, a direção de polarização espontânea dentro de cada grão é distribuída aleatoriamente, levando ao efeito piezoelétrico total do material. O polarizador aplica alta tensão e controla a temperatura e os parâmetros temporais, forçando a categoria elétrica a ser orientada ao longo da direção do campo elétrico, formando uma estrutura de categoria única, permitindo que o material obtenha propriedades piezoelétricas macroscópicas. Este equipamento é amplamente utilizado nas áreas de conversores de ultra-som, equipamentos de acústico / eletro-acústico, imagens médicas, sensores e outros que exigem materiais piezoelétricos.
A cerâmica piezoelétrica em si não tem propriedades piezoelétricas e precisa de polarização artificial para alcançar a disposição direcional da categoria elétrica. Seu mecanismo principal é aplicar um campo elétrico de corrente contínua de força suficiente (geralmente 3-5kV / mm) em ambas as extremidades da amostra de cerâmica e combinar a temperatura e o tempo de isolamento específicos para forçar a categoria elétrica originalmente desordenada a se orientar ao longo da direção do campo elétrico. Após a terminação da polarização, o campo elétrico externo é removido, devido ao efeito de força de resposta, como a tensão interna, a categoria elétrica não pode restaurar completamente o estado desordenado, formando uma força de polarização residual que não é zero, que é a fonte do efeito piezoelétrico.
O polarizador de alta tensão de cerâmica piezoelétrica é um dispositivo usado para o tratamento de polarização de materiais de cerâmica piezoelétrica, cuja função principal é aplicar campos de corrente contínua de alta tensão para que a categoria elétrica interna da cerâmica piezoelétrica seja orientada ao longo da direção do campo elétrico, conferindo assim propriedades piezoelétricas ao material.
O processo de polarização da cerâmica piezoelétrica baseia-se no princípio de polarização do médio. Quando não há campo elétrico externo, a categoria elétrica interna da cerâmica (pequena área com direção de polarização espontânea consistente) é desordenada, o efeito de polarização se compensa mutuamente e o material como um todo não mostra pressoelétricidade. Quando um campo elétrico de corrente contínua forte o suficiente é aplicado, a direção da categoria elétrica gira e tende a ser alinhada com a direção do campo externo. Depois que a força do campo elétrico externo atinge a saturação, o campo elétrico é retirado, a direção da categoria elétrica permanece basicamente inalterada e o material obtém a força de polarização residual, de modo a ter propriedades piezoelétricas.
Dependendo do cenário de aplicação, o método de polarização é dividido em três categorias:
Polarização do banho de óleo: polarização da amostra em óleo de silício isolante, distribuição uniforme do campo elétrico, adequado para o tratamento em lote de cerâmicas em blocos, como alto-falantes, componentes de sensores;
Polarização corona: gerar campos elétricos desiguais através da descarga corona, adequado para a polarização da superfície de materiais de película fina;
Polarização de vácuo: polarização em ambiente de vácuo para evitar a interferência da ionização do ar, frequentemente usada em componentes piezoelétricos de alta precisão (como sensores aeroespaciais).