[发明专利]一种压电复合材料智能极化系统及方法

说明书

一种压电复合材料智能极化装置，其特征在于：包括极化装置、检测装置；其中，所述极化装置包括底板单元、盖板单元、压块，所述底板单元包括印刷电路板、导电橡胶条、导电橡胶条固定结构；所述盖板单元包括盖板、螺旋微调单元、真空抽气单元、电阻式加热薄膜、薄膜温度传感器；所述检测装置包括微处理器，信号放大单元，晶闸管切换单元，高压放大单元、采集卡槽，数码显示屏。该发明结构简单，装配精度高，可适用于对不同尺寸的压电复合材料进行极化，并完成对压电复合材料装配和极化情况的智能检测，使极化过程更加智能和数字化。

技术领域

本发明涉及压电复合材料制备领域，尤其涉及超高压下的一种压电复合材料智能极化系统及方法。

背景技术

压电陶瓷作为一种典型的压电材料，可通过压电效应感知外界应力场。此外，逆压电效应使该材料可作为作动器，由于其在外加电场下产生的变形量和驱动力较大，而且以电形式的控制信号易于控制，因此是应用最为广泛的智能材料之一。但随着智能材料应用范围进一步扩大及应用环境的复杂化，由于传统压电陶瓷材料存在脆性大、阻抗大、带宽窄等特性，其与本体材料相容性较差，易于在分界面处造成损伤和断裂等问题，限制了其使用场景。压电复合材料是将压电相材料（如压电陶瓷）与非压电材料相（如聚合物）按照一定的连通方式复合而形成的一种具有压电效应的多相复合材料，具有优良的压电性能，柔韧性好，可设计性强，能够弥补上述传统压电陶瓷材料存在的不足。与传统压电陶瓷的极化相比，压电复合材料具有多段细长式结构，原有极化技术和方案已不能满足压电复合材料极化需要。压电常数d₃₃是压电材料重要的特性参数之一，它是压电介质把机械能（或电能）转换为电能（或机械能）的比例常数，反映了应力或应变和电场或电位移之间的联系，直接反应了材料机电性能的耦合关系和压电效应的强弱。

公开号CN107026232A的发明专利披露了一种压电纤维极化装置及方法，包括极化装置、极化池及控制单元，适用于细长型压电纤维的直接极化，并不适合压电复合材料的极化，且需要放置于极化池中添加硅油等绝缘液体进行极化。公开号CN102610741A的发明专利披露了一种压电材料极化装置及方法，包括极化主机、极化油槽以及用于夹持极化试件的极化夹具，该装置方法只适用于一般压电材料的极化，并不适合1-3型薄片式压电复合材料的极化，且夹具的具体设计方案也未进行公开说明。

发明内容

一种压电复合材料智能极化装置，其特征在于：包括极化装置、检测装置；其中，所述极化装置包括底板单元、盖板单元、压块，所述底板单元包括印刷电路板、导电橡胶条、导电橡胶条固定结构；所述盖板单元包括盖板、螺旋微调单元、真空抽气单元、电阻式加热薄膜、薄膜温度传感器；所述检测装置包括微处理器，信号放大单元，晶闸管切换单元，高压放大单元、采集卡槽，数码显示屏。

优选地，上述压电复合材料智能极化装置中，所述印刷电路板上开有四个滑槽，所述导电橡胶条固定槽上设有相应的螺钉孔，通过紧定螺钉定位和固定；所述导电橡胶条置于所述导电橡胶套固定槽中；滑槽一侧标有刻度，使导电橡胶条固定槽的定位更准确。

优选地，上述压电复合材料智能极化装置中，所述印刷电路板正面镀有叉指电极，以印刷电路板的中轴线分为两块区域，对称布置叉指电极，将区域A1的所有正电极引线至印刷电路板一侧，标有“+”极，将区域A2的所有负电极引线至印刷电路板一侧，标有“-”极，形成印刷电路板的接线端。

优选地，上述压电复合材料智能极化装置中，所述螺旋微调单元粘接于盖板正面，盖板的四个定位销孔周围镀铜，印刷电路板的四个定位销孔周围也镀铜，薄膜温度传感器、电阻式加热薄膜通过盖板上的四个定位销周围的镀铜区电极、紫铜弹簧导通至印刷电路板的测温电极和加热电极。