[實用新型]高溫壓力一體老化試驗裝置

有效

• 申請號: 201720889906.2
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN206974823U
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 王博;梁大云;張馳
• 申請（專利權）人: 成都凱天電子股份有限公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及壓電材料的老化領域，特別是壓電材料的溫度和壓力老化。

背景技術

壓電材料通常包括壓電陶瓷和壓電晶體，是一類重要的功能型無機非金屬材料，可作為敏感元件廣泛用于制作各種壓電器件，如陶瓷驅動器、聲波諧振器及濾波器、陀螺、加速度計等。壓電材料在應用于器件前，必須經過長時間的溫度和壓力老化過程，以促使其壓電性和介電性能趨于穩定，這樣才能保證器件的穩定性。目前常溫-150℃以內應用的壓電材料一般采用時間老化的方式促使其性能穩定，即常溫常壓下靜置三個月再檢驗出廠。高溫（150-1000℃區間）應用的壓電材料一般采用溫度老化的方式促使其性能穩定，即高溫常壓下靜置48h再檢驗出廠。而壓力老化一般隨器件進行，在裝配器件后將器件進行時間老化。同時，現有文獻報道壓力老化方面的內容非常少，而作為壓電陶瓷和傳感器生產廠家的公司發現，壓力老化是非常重要的工序，是嚴重影響傳感器穩定性的必要措施。

因此，為了壓電材料趨于穩定的過程，縮短其老化需要的時間，本實用新型提出一種溫度壓力一體老化裝置，可將壓電材料在設定溫度和壓力下同時老化，模擬其在器件內的使用環境，保證其作為敏感元件的穩定性。同時該裝置可用于壓力老化的科學研究，方便設置老化工藝和更換試樣尺寸。

發明內容

本實用新型的任務是針對現有技術存在的不足之處，提供一種溫度可控，適用范圍寬，老化效率高的高溫壓力一體老化試驗裝置。該高溫壓力一體老化試驗裝置將溫度老化和壓力老化相結合，縮短老化工藝周期，提高壓電材料壓電和介電性能的穩定性，提高壓力老化在壓電材料老化工藝中的重要性。

本實用新型的上述目的可以通過以下具體措施來達到，種高溫壓力一體老化試驗裝置，具有一個矩形體耐高溫箱1，其特征在于：耐高溫箱1底部固定有根據壓電材料產品形狀和數量，按線陣排列的芯柱2，排布在耐高溫箱1側壁的加熱絲3構成加熱器，該加熱器通過熱電偶4反饋和溫度控制器5控制。

本實用新型具有如下有益效果。

溫度、壓力可控。本實用新型通過溫度控制器實現溫度的獨立可控調節，通過力矩扳手實現壓力的可控調節。即：溫度調節范圍室溫-1200℃；壓力調節范圍0-20N·m；實現產品的溫度老化、壓力老化和溫度壓力耦合老化。

適用范圍寬。本實用新型根據產品內徑、形狀、數量調節芯柱的樣式和數量，采用按線陣排列的芯柱，可用于帶孔或者穿孔平面結構的壓電材料的溫度、壓力或者溫度壓力耦合老化實驗和生產任務。也適用于形狀需為環形、方形帶通孔等有孔的平面結構的壓電材料。采用可拆卸芯柱適用于不同形狀的產品。

老化效率高。本實用新型在工藝要求的時間上，壓電材料同時經受壓力和高溫的耦合作用，加速了其老化過程，其效果是促使壓電材料進一步穩定，可將自然老化過程縮短10倍以上，且老化過程更接近壓電材料裝配傳感器后的實際應用過程，因此壓電材料產品性能更加穩定。本實用新型選取經過前期實驗數據積累已知其壓電性初始值約為430 PC/N的PZT-51壓電陶瓷材料，進行單獨進行溫度、壓力老化，經過老化后的試驗穩定值約為380 PC/N。對產品趨于性能穩定的時間（即老化周期）進行了對比，從下表1可以看出，相較與自然老化，同樣老化至產品性能穩定，本實用新型將效率提高了30倍。

表1老化周期對比表

用于壓電晶體或壓電陶瓷壓電材料高溫壓力老化可以實現壓電材料同時在高溫和壓力場下的耦合老化，加速老化過程，加速其穩定過程，縮短老化周期，可促使壓電材料盡快趨于穩定，縮短老化周期，提高生產效率；可提高壓電材料性能在各類傳感器應用中的穩定性，可方便實現壓電材料在溫度和壓力環境下老化性能的研究；因此本實用新型可廣泛應用于壓電材料的科學研究，特別是老化性的研究中；可廣泛應用于各類壓電材料的生產中，縮短老化周期，提高生產效率，提高產品穩定性。同時本使用新型裝置具有制造簡單、產品適應性強、成本低便于規模化工業生產等特點。

本實用新型發明適用于各類帶孔壓電材料的溫度壓力耦合老化過程，提高其老化效率和產品的穩定性。可廣泛應用于壓電材料的生產領域。包括壓電陶瓷和壓電晶體的高溫和壓力老化過程試驗；可實現陶瓷材料溫度和壓力的耦合老化。

附圖說明

圖1是本實用新型高溫壓力一體老化試驗裝置的構造示意圖。

圖中：1耐高溫箱， 2芯柱，3加熱絲，4熱電偶，5溫度控制器。

具體實施方式