Bailibo Testing discute com você a análise de tecnologias de polarização de alta tensão e polarização de alta temperatura

A polarização de alta tensão e a polarização de alta temperatura são duas importantes tecnologias de polarização de materiais no campo da ciência dos materiais. Eles são usados ​​principalmente na preparação e otimização de desempenho de materiais funcionais, como cerâmicas piezoelétricas, materiais ferroelétricos e polímeros. Embora ambos visem alcançar o arranjo direcional dos domínios elétricos dentro do material, existem diferenças significativas no seu mecanismo de ação e escopo de aplicação.

1. Princípio da polarização de alta pressão

A polarização de alta pressão refere-se ao método técnico de obter polarização aplicando um ambiente de alta pressão e introduzindo gás plastificante (como dióxido de carbono). Sob alta pressão, o gás dióxido de carbono entra no sistema polimérico e atua como um plastificante, diminuindo assim temporariamente a temperatura de transição vítrea (Tg) do polímero. Quando a Tg cai para a temperatura ambiente ou inferior, a polarização do polímero com uma Tg mais elevada pode ser alcançada sob condições relativamente suaves. Após a conclusão da polarização, o gás do sistema é removido pela redução da pressão e o material retorna ao seu estado original.

A principal limitação desta tecnologia é que durante o processo de descompressão rápida, grandes buracos de volume livre podem ser formados dentro do filme, resultando em baixa estabilidade em alta temperatura da orientação de polarização.

Teste in situ de alta temperatura

2. Princípio da polarização de alta temperatura

A polarização de alta temperatura é um processo de polarização no qual um campo elétrico é aplicado após o aquecimento do material a uma temperatura específica (geralmente próxima à temperatura Curie do material). Para materiais cerâmicos piezoelétricos, a temperatura de polarização está geralmente na faixa de 100-150°C para reduzir efetivamente a resistência à rotação do domínio elétrico. O tempo de espera é geralmente controlado em 10 a 30 minutos.

Em ambientes de alta temperatura, o campo coercitivo dentro do material é significativamente reduzido, o que significa que polarização suficiente pode ser alcançada com uma intensidade de campo elétrico relativamente baixa. Pesquisas experimentais mostram que o coeficiente piezoelétrico longitudinal (d₃₃) do material é significativamente melhorado após a polarização de alta temperatura, e o efeito de polarização é melhor do que a polarização de temperatura normal. Contudo, deve notar-se que a estabilidade da polarização residual medida na gama de temperaturas abaixo da temperatura Curie é relativamente fraca.

3. Parâmetros técnicos principais Os parâmetros principais do processo de polarização incluem campo limite de polarização, campo coercitivo, intensidade de polarização de saturação (Ps), intensidade de polarização residual (Pr), etc. Estudos mostraram que quando o campo elétrico é inferior a cerca de 150V/mm, a polarização completa não pode ser alcançada mesmo acima da temperatura de transição de fase, indicando que o processo de polarização requer atingir intensidade de campo elétrico suficiente.

IV. Campos de aplicação A polarização de alta tensão e a tecnologia de polarização de alta temperatura são amplamente utilizadas na preparação de sensores cerâmicos piezoelétricos, memórias ferroelétricas, drivers e outros dispositivos eletrônicos, e têm importante pesquisa científica e valor de aplicação nas áreas de ciência de materiais, armazenamento e conversão de energia.