Bailibo Testing analiza con usted el análisis de las tecnologías de polarización de alto voltaje y polarización de alta temperatura

La polarización de alto voltaje y la polarización de alta temperatura son dos tecnologías de polarización de materiales importantes en el campo de la ciencia de materiales. Se utilizan principalmente en la preparación y optimización del rendimiento de materiales funcionales como cerámicas piezoeléctricas, materiales ferroeléctricos y polímeros. Aunque ambos tienen como objetivo lograr la disposición direccional de los dominios eléctricos dentro del material, existen diferencias significativas en su mecanismo de acción y ámbito de aplicación.

1. Principio de polarización de alta presión

La polarización de alta presión se refiere al método técnico para lograr la polarización aplicando un ambiente de alta presión e introduciendo gas plastificante (como dióxido de carbono). A alta presión, el gas dióxido de carbono ingresa al sistema polimérico y actúa como plastificante, reduciendo así temporalmente la temperatura de transición vítrea (Tg) del polímero. Cuando la Tg cae a temperatura ambiente o menos, se puede lograr la polarización del polímero con una Tg más alta en condiciones relativamente suaves. Una vez completada la polarización, el gas del sistema se elimina reduciendo la presión y el material vuelve a su estado original.

La principal limitación de esta tecnología es que durante el rápido proceso de descompresión, se pueden formar grandes agujeros de volumen libre dentro de la película, lo que da como resultado una mala estabilidad de la orientación de la polarización a altas temperaturas.

Prueba in situ de alta temperatura

2. Principio de polarización de alta temperatura

La polarización de alta temperatura es un proceso de polarización en el que se aplica un campo eléctrico después de calentar el material a una temperatura específica (generalmente cercana a la temperatura de Curie del material). Para materiales cerámicos piezoeléctricos, la temperatura de polarización suele estar en el rango de 100-150 °C para reducir eficazmente la resistencia a la rotación del dominio eléctrico. El tiempo de espera generalmente se controla entre 10 y 30 minutos.

En entornos de alta temperatura, el campo coercitivo dentro del material se reduce significativamente, lo que significa que se puede lograr una polarización suficiente con una intensidad de campo eléctrico relativamente baja. La investigación experimental muestra que el coeficiente piezoeléctrico longitudinal (d₃₃) del material mejora significativamente después de la polarización a alta temperatura, y el efecto de polarización es mejor que la polarización a temperatura normal. Sin embargo, cabe señalar que la estabilidad de la polarización residual medida en el rango de temperatura por debajo de la temperatura de Curie es relativamente pobre.

3. Parámetros técnicos clave

Los parámetros centrales del proceso de polarización incluyen el campo umbral de polarización, el campo coercitivo, la intensidad de polarización de saturación (Ps), la intensidad de polarización residual (Pr), etc. Los estudios han demostrado que cuando el campo eléctrico es inferior a aproximadamente 150 V/mm, no se puede lograr una polarización completa incluso por encima de la temperatura de transición de fase, lo que indica que el proceso de polarización requiere alcanzar una intensidad de campo eléctrico suficiente.

IV. Campos de aplicación

La tecnología de polarización de alto voltaje y polarización de alta temperatura se usa ampliamente en la preparación de sensores cerámicos piezoeléctricos, memorias ferroeléctricas, controladores y otros dispositivos electrónicos, y tiene un importante valor de investigación y aplicación científica en los campos de la ciencia de materiales, el almacenamiento y la conversión de energía.