Piezo-elektriese keramiek meganiese kwaliteit faktor Qm en sy temperatuur stabiliteit

Die meganiese kwaliteitsfaktor Qm-waarde kenmerk die energie wat deur die piëso-elektriese liggaam verbruik word om interne wrywing tydens resonansie te oorkom. Dit word gedefinieer as: Qm = 2π .Die meganiese energie wat tydens resonansie in die vibrator gestoor word, resoneer die energie van die meganiese verlies van die vibrator per week. Die faktor Qm-waarde weerspieël die meganiese verlies van die piëso-elektriese materiaal. Hoe kleiner die meganiese verlies, hoe groter is die Qm-waarde. Wanneer die Qm-waarde van die materiaal bereken word, word die volgende benaderde formule gebruik vir die ekwivalente stroombaandiagram van die piëso-elektriese vibrator:
Qm = 1/ 4π( C0 + C1) R1Δf ,

Waar C0 die statiese kapasitansie van die piëzokeramiese kristalkwartsstaaf , R1 is die ekwivalente weerstand van die vibratorresonansie, C1 is die dinamiese kapasitansie van die vibrator, en Δf is die verskil tussen die resonante frekwensie fr van die vibrator en die antiresonante frekwensie fa. Oor die algemeen word die transmissielynmetode gebruik. Δf, R1, ens. word verkry, en dan word Qm bereken. Vanuit die termodinamiese vrye energiefunksie word die fisiese bron van Qm-waarde bespreek, en die formule word afgelei: en die Q-1m-waarde word eksperimenteel geverifieer om eweredig aan die diëlektriese verlies te wees. Daarbenewens word in die eksperiment op grond hiervan die Qm-waarde kwantitatief uitgedruk as 'n funksie van die ruimteladingshoeveelheid en die volume-weerstand, en word die empiriese formule verkry: Qm = (800 lgρ - 7 500) { ( Ps - Pi) / Ps - 0. 2} + 250. Waar die ρ-resiviteit die ρ-resiviteit is. polarisasiewaarde, en Pi is die polarisasiewaarde wat bepaal word op die histerese lus verkry onmiddellik nadat die afwisselende elektriese veld toegepas is, ( Ps - Pi) / Ps is die ekwivalent en die hoeveelheid ruimtelading. Wanneer ( Ps - Pi) / Ps ≥0. 2 , ρ ≥109Ω·cm, is dit in goeie ooreenstemming met die eksperimentele resultate. Beide teoreties en eksperimenteel is die essensie en karakterisering van Qm uitgevoer. In-diepte bespreking. Dit help ons om die grootte van Qm en sy temperatuurstabiliteit verder te bestudeer.

Meting om Qm-waarde en temperatuurstabiliteit te verbeter

Dopingmodifikasie
Benewens die verandering van die verhouding van binêre, ternêre en kwaternêre stelsels, is die Qm-waarde van PZT-materiaal piëzo-keramiekskyf kan tot 'n mate verbeter word, en doping in die hoofkomponent van die materiaal kan die materiaaleienskappe verder verbeter, insluitend die grootte en temperatuurstabiliteit van die Qm-waarde. In die studie van die piëzo-elektriese eienskappe van harde PZT-materiale deur mangaandotering, is gevind dat Mn die Qm-waarde kan aanpas as gevolg van die verandering van valensie in Mn. Daarbenewens, in die kwaternêre stelsel Pb ( Mg1/ 3Nb2/ 3) (Mn1/ 3Nb2/ 3) TiZrO3 piëso-elektriese materiaal is gedoteer met 'n sekere hoeveelheid CeO2, en die maksimum relatiewe afwyking van Qm kan verkry word in die reeks van -20-55 ° C (relatief tot die 5 Qm waarde) | δ( Qm) m | daal van 42 % tot 33 %; die maksimum relatiewe offset van 'n sekere formulering is byna onveranderd wanneer Sr gedoteer word. Doping in Pb (Mn1/ 3Sb2/ 3) O3 materiale Sn verbeter die lae temperatuur stabiliteit van Qm. Daar is twee argumente vir doping wat die temperatuurstabiliteit van Qm verduidelik. Daar word gesê dat die agteruitgang van die elektriese eienskappe van piëso-elektriese materiale dikwels te wyte is aan mikrokrake in die materiaal. Veroorsaak deur groei. Na die doping om die kristalrooster binne te gaan, word interne drukspanning gegenereer, wat die groei van mikrokrake tot 'n mate inhibeer. Om die toename van die resonansieweerstand van die materiaal te vermy en die temperatuurstabiliteit van Qm te verseker. Nog 'n manier om te sê dat die struktuur van die dopingveranderingsmateriaal korrelgrootte, korrelgrenstoestand, roosterkonstante, digtheid, ens. insluit, wat makroskopiese fisiese eienskappe tot gevolg het. daardeur die temperatuurvariasie van die Qm-waarde verbeter. Gewoonlik byvoeging van harde bymiddels soos Eu, Yb, Al2O3, MgO, ens. om die Qm-waarde te verhoog; terwyl sagte bymiddels soos Nb2O5, La2O3, Ta2O5, ens. bygevoeg word, verlaag die Qm-waarde, En Qm-waarde-temperatuurstabiliteit is beter as harde doping.

Prosesoptimering
Die voorbereidingsproses van piëzo-keramiekmateriale, veral die voorbereiding, kalsinering, sintering en kunsmatige polarisasie van poeiers, beïnvloed die digtheid, korrelgrootte en piëzo-elektriese eienskappe van die monsters direk. Tans word die temperatuurstabiliteit van Qm verbeter vanaf die voorbereidingsproses. Daar is sekere probleme, maar die grootte van die Qm word vanaf die voorbereidingsproses aangepas. Baie navorsers is betrokke. Byvoorbeeld, Cr3 + ioon gedoteerde Pb (Mn1/ 3Nb2 / 3) TiZrO3 keramiek is baie sensitief vir sintertemperatuur. Wanneer die sintertemperatuur verhoog word, word die piëzo-elektriese eienskappe verhard. Daarom kan die Qm-waarde buigsaam beheer word deur die sintertemperatuur te verander. Kawasaki vergelyk die doping met die konvensionele poeierbereiding deur termiese inspuiting. Dit word bespreek dat sommige onreinheidione soos Fe3 + die Qm-waarde sal verhoog deur die termiese inspuitingsmetode, terwyl sommige ione soos Cr3 + die Qm-waarde verminder. Die proses is geoptimaliseer om die keramiekmateriaal met uitstekende werkverrigting voor te berei, wat is om die Qm-waarde aan te pas.

Teoreties word die materiaalverhouding en dopingmodifikasie bestudeer. In die praktyk is die verbetering van die proses om die Qm-waarde van die piëzo-elektriese keramiekmateriaal aan te pas en die temperatuurstabiliteit te verbeter, sodat die piëzo-elektriese keramiekmateriaal meer wyd verkry kan word. 'n Effektiewe metode van toediening.