압전 세라믹 고압 극화기는 직류 전장을 가하여 내부 전구를 전장 방향을 따라 배열함으로써 재료에 압전 성능을 부여한다.압전 세라믹은 극화하기 전에 각 결정 입자 내의 자발적인 극화 방향이 무작위로 분포되어 재료 전체에 압전 효과가 없다.극화기는 고전압을 가하고 온도, 시간 파라미터를 제어함으로써 전구가 전장 방향을 따라 정방향으로 배열되도록 강요하여 단역구조를 형성하여 재료가 거시적인 압전 성능을 얻도록 한다.이 설비는 초음파 에너지 교환기, 물소리/전음 설비, 의학 영상, 센서 등 압전 재료가 필요한 분야에 광범위하게 응용된다.
압전 세라믹 자체는 압전 성능을 갖추지 못하므로 인공 극화 처리를 통해 전구의 정방향 배열을 실현해야 한다.그 핵심 기능은 세라믹 샘플 양쪽에 충분한 강도의 직류 전장 (일반적으로 3-5kV/mm) 을 가하고 특정 온도와 보온 시간에 맞추어 원래 뒤죽박죽이었던 전구가 전장 방향의 취향을 따라 배열되도록 하는 것이다.극화가 완료되면 외전장이 제거되고 내부 응력 등 회복력 작용으로 인해 전구가 무질서한 상태를 완전히 회복할 수 없으며 0이 아닌 잉여 극화 강도를 형성하는데 이것이 바로 압전효과의 원천이다.
압전 세라믹 고압 극화기는 압전 세라믹 재료를 극화 처리하는 설비로, 그 핵심 기능은 고압 직류 전장을 가하여 압전 세라믹 내부의 전구가 전장 방향을 따라 정방향으로 배열되도록 함으로써 재료에 압전 성능을 부여하는 것이다.
압전 세라믹의 극화 과정은 전매질 극화 원리에 기초한다.외전장이 없을 때 도자기 내부의 전구 (자발적인 극화 방향이 일치하는 작은 구역) 방향은 뒤죽박죽이고 극화 효과는 서로 상쇄되며 재료 전체가 압전성을 나타내지 않는다.충분히 강한 직류 전장을 가할 때, 전구 방향이 회전하여 외전장 방향과 일치하는 경향이 있다.외전장의 강도가 포화에 도달한 후, 전장을 철수하고, 전구의 방향은 기본적으로 변하지 않으며, 재료는 잉여 극화 강도를 획득하여 압전 특성을 갖추게 된다.
응용 장면에 따라 극화 방식은 주로 세 가지로 나뉜다.
유욕 극화: 샘플을 절연 실리콘 오일에 담가 극화하고, 전장 분포가 균일하며, 스피커, 센서 소자의 대량 처리와 같은 블록 세라믹에 적용됩니다.
코로나 극화: 코로나 방전을 통해 고르지 않은 전장이 발생하여 박막류 재료의 표면 극화에 적합하다;
진공 극화: 진공 환경에서 극화하여 공기 이온화 간섭을 피하고 고정밀 압전 부품 (예: 항공 우주 센서) 에 자주 사용됩니다.