近期,常有客户来电咨询高温压电陶瓷,使用温度要求达到300-400°C,对于这么高的温度,标准压电陶瓷产品肯定是无法满足要求,我们为客户提供了特殊定制的高温压电陶瓷。
到底是什么限制了标准型压电陶瓷产品的使用温度呢?除了性能的改变,电损耗增加、绝缘材料或接触机构的温度限制之外,重要的一个因素就是“居里温度”。
今天我们就来介绍一下什么是压电陶瓷的居里温度:
压电陶瓷的居里温度是指压电材料从铁电相转变成顺电相的相变温度,对于所有的压电陶瓷产品来说,压电材料都具有一个临界温度Tc即居里温度,在临界温度以下压电陶瓷表现出铁电相,此时压电陶瓷处于极化有序状态,温度超过临界温度Tc,压电陶瓷则由铁电相转变为顺电相,此时压电陶瓷内部电偶极距杂乱无章,处于极化无序状态,也就是我们常说的发生了退极化现象。
温度小于260K以下,压电陶瓷的铁电性能也会随着温度的降低而逐渐减弱。
压电陶瓷的居里温度是多少?
居里温度取决于压电材料,不同压电产品所采用的压电材料不同,也因此居里温度不同。
通常低压叠堆共烧压电陶瓷的居里温度在150°C,复合结构的压电陶瓷的居里温度大概在350°C左右。特殊定制的压电陶瓷居里温度可以达到430°C。
高温压电陶瓷特性测试图
芯明天压电陶瓷产品的居里温度
压电陶瓷的温度超过了居里温度还能正常工作吗?
上面我们已经介绍过,当压电陶瓷的温度超过其居里温度时,压电陶瓷会产生退极化,无法再正常工作。
由于超过居里温度而退极化的压电陶瓷就不能用了吗?
当然不是,由于高温而退极化的压电陶瓷可以通过加载电压的方式重新极化,比如150V驱动的压电陶瓷PSt150/5x5/20,如果由于高温发生退极化现象,可以通过加载满幅值电压并保持在5秒钟以上的方式对压电陶瓷进行重新极化。
如果所用产品没有给出使用温度如何根据居里温度判断安全使用温度呢?
通常我们建议使用温度在居里温度的一半左右,可以保证压电陶瓷的长期稳定性能。 压电陶瓷的铁电特性,以及压电陶瓷的性能会在压电陶瓷材料超过居里温度的时候消失,因此在居里温度以下使用压电陶瓷重要。
居里温度不同的两种压电材料其他性能有可能相同吗?
居里温度大不同,其他的特性也会随之不同,不可能是只改变压电陶瓷的居里温度而其他性能不改变。
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