基于图1～图3设计的系统结构，我们研制了可对每个陶瓷试样施加不同的电场、可同时极化4个不同材料和厚度陶瓷试样的新型压电陶瓷极化装置原理样机如图4所示。
图4 压电陶瓷极化装置原理样机
我们利用该压电陶瓷极化装置原理样机，以某种PZT系列陶瓷试样为例，进行了陶瓷样品的同步极化试验，以检验极化装置原理样机的功能和性能。按照极化要求，首先将圆片样品磨薄至d/t>10(d为陶瓷样品直径、t为陶瓷样品厚度)，然后在所需镀银的试样两面烧渗银电极，最后置于甲基硅油中进行极化。
设定极化温度为120℃，极化所加直流电场为2kV/mm～3kV/mm，从2kV/mm开始，间隔100V/mm递增。极化保温时间为30min，撤去电场，取出样片，测量陶瓷样品的压电常数。其中极化电压由多通道耐压测试仪同步调整，压电常数d33采用准静态法，用中科院ZJ-2型准静态d33测试仪在室温下(约23℃)测量。
对应不同极化电压的各陶瓷样品的压电常数测量数据见表1。表1中数据可以看出，各陶瓷样品的参数一致性较好，最佳极化电压为2400V/mm，陶瓷极化时的饱和电压约为2500V/mm，再高就会被击穿。同时也证明多试样同步极化装置性能稳定，效果良好。
表1 陶瓷样品极化时的极化电压和压电常数
4 结论
笔者所研究的新型压电陶瓷极化装置能方便地实现多个不同陶瓷试样的极化工艺，适合于实验室小规模实验条件下的压电陶瓷制备。尤其针对实验室制备样品一致性比较差的情况，能高效地完成同种材料和尺寸的多个试样的同步极化，极化性能一致性好。经过实验室近1年的使用和测试，证明该装置使用简单方便，高效、安全、可靠，一致性好。
