Bailibo Testing discute avec vous de l'analyse des technologies de polarisation haute tension et de polarisation haute température

La polarisation haute tension et la polarisation haute température sont deux technologies de polarisation des matériaux importantes dans le domaine de la science des matériaux. Ils sont principalement utilisés dans la préparation et l’optimisation des performances de matériaux fonctionnels tels que les céramiques piézoélectriques, les matériaux ferroélectriques et les polymères. Bien que les deux visent à réaliser l’agencement directionnel des domaines électriques au sein du matériau, il existe des différences significatives dans leur mécanisme d’action et leur champ d’application.

1. Principe de polarisation à haute pression

La polarisation à haute pression fait référence à la méthode technique permettant d'obtenir la polarisation en appliquant un environnement à haute pression et en introduisant un gaz plastifiant (tel que du dioxyde de carbone). Sous haute pression, le dioxyde de carbone gazeux pénètre dans le système polymère et agit comme un plastifiant, abaissant ainsi temporairement la température de transition vitreuse (Tg) du polymère. Lorsque la Tg descend à température ambiante ou inférieure, une polarisation du polymère avec une Tg plus élevée peut être obtenue dans des conditions relativement douces. Une fois la polarisation terminée, le gaz présent dans le système est éliminé en réduisant la pression et le matériau revient à son état d'origine.

La principale limitation de cette technologie est que lors du processus de décompression rapide, de grands trous de volume libre peuvent se former à l'intérieur du film, ce qui entraîne une mauvaise stabilité à haute température de l'orientation de la polarisation.

Test in situ à haute température

2. Principe de polarisation à haute température

La polarisation à haute température est un processus de polarisation dans lequel un champ électrique est appliqué après avoir chauffé le matériau à une température spécifique (généralement proche de la température de Curie du matériau). Pour les matériaux céramiques piézoélectriques, la température de polarisation est généralement comprise entre 100 et 150 °C afin de réduire efficacement la résistance à la rotation du domaine électrique. Le temps de maintien est généralement contrôlé entre 10 et 30 minutes.

Dans les environnements à haute température, le champ coercitif à l'intérieur du matériau est considérablement réduit, ce qui signifie qu'une polarisation suffisante peut être obtenue avec une intensité de champ électrique relativement faible. La recherche expérimentale montre que le coefficient piézoélectrique longitudinal (d₃₃) du matériau est considérablement amélioré après une polarisation à haute température et que l'effet de polarisation est meilleur que la polarisation à température normale. Il convient cependant de noter que la stabilité de la polarisation résiduelle mesurée dans la plage de température inférieure à la température de Curie est relativement mauvaise.

3. Paramètres techniques clés

Les paramètres de base du processus de polarisation comprennent le champ de seuil de polarisation, le champ coercitif, l'intensité de polarisation de saturation (Ps), l'intensité de polarisation résiduelle (Pr), etc. Des études ont montré que lorsque le champ électrique est inférieur à environ 150 V/mm, une polarisation complète ne peut pas être obtenue même au-dessus de la température de transition de phase, ce qui indique que le processus de polarisation nécessite d'atteindre une intensité de champ électrique suffisante.

IV. Domaines d'application

La technologie de polarisation haute tension et de polarisation haute température est largement utilisée dans la préparation de capteurs céramiques piézoélectriques, de mémoires ferroélectriques, de pilotes et d'autres appareils électroniques, et a une valeur de recherche scientifique et d'application importante dans les domaines de la science des matériaux, du stockage et de la conversion d'énergie.