铁电陶瓷自动变光焊接面罩及测试技术的研究
    完成单位：上海市安全生产科学研究所
    成果简介：
    该项目属新材料、新技术，是劳动安全技术领域的创新。二十世纪八十年代，国际上出现了由液晶制作光阀开关的自动变光焊接面罩。比较先进的瑞士的产品，市场销售价格约四百美元（目前已有大幅度降价的趋势）。九十年代初，国内的液晶焊接面罩问世，其性能与瑞士的产品相比，差距较大，至今产业化进程缓慢。液晶产品的共同特点是：响应时间较慢（ms 级）；有效工作温度范围较窄：5～10℃以下温度时其响应速度大幅度下降；同时，需采用多层迭片才能完成较大的变光范围等。
    为此，我们采用PLZT 透明铁电陶瓷取代液晶，成功研制了自动变光焊接面罩（以下简称为铁电陶瓷自动变光焊接面罩）。
    PLZT 透明铁电陶瓷（以下简称PLZT 陶瓷）是一种新型的电光陶瓷材料，具有高的光学透过率（在不考虑反射损失的情况下，在可见光波范围的光学透过率高达97～98 %），同时又具有多种光——电效应：电控双折射效应、电控光散射效应、电致伸缩效应、光致伏特效应、光致伸缩效应等。利用这些效应，PLZT 陶瓷可以被制成各种用途的电光器件：电光调节器（波长、光强调制）、电光开关、电、光驱动器等。
    在铁电陶瓷自动变光焊接面罩中，我们利用PLZT 陶瓷的电控双折射效应：外电场E=0 时，PLZT 陶瓷的光学双折射△n=0，其光学特性为：光学各向同性的类玻璃体；E＞0 时，PLZT 陶瓷在外电场的作用下产生场诱相变，为负一轴晶晶体， △n≠0，其光学特性为：光学各向异性的双折射体。双折射大小与外加电场的强度的二次方成正比。将其镀上电极后置于正交配置的偏振片组合内，就构成一个Keer 盒，配上光电控制器，光敏元件，能实现焊接工作过程中面罩明暗瞬时转变。
    由铁电陶瓷制成的自动变光焊接面罩具有变光速度快。且不受环境温度变化的影响。能有效防止在焊接作业中受紫外线、红外线和强光辐射对人眼的伤害。
    铁电陶瓷自动变光焊接面罩的变光速度，是判定该产品质量的一个重要指标。对此，我们进行了变光速度测试的技术研究，主要在对变光原理分析的基础上，考虑环境温度等因素对变光响应特性的影响，实现自动变光焊接眼护具响应特性的精确、综合测试，并通过计算机对测试结果进行精确的分析，以全面评估、检测自动变光焊接眼护具的保护性能。
    铁电陶瓷自动变光焊接面罩广泛应用于化工、机械、建筑、造船等行业的焊接作业，特别是象氩弧焊、二氧化碳气体保护焊等特种焊接作业更显现出该产品的优越性。