Nuus

Jy is hier: Tuis / Nuus / Basiese beginsels van piëso-elektriese keramiek / Proses van piëzo-elektriese keramiek transducer transformator

Proses van piëzo-elektriese keramiek-transduktortransformator

Kyke: 11 Skrywer: Werfredakteur Publiseertyd: 2019-09-04 Oorsprong: Werf

Doen navraag

Die vervaardiging en navorsing van piëzo-elektriese keramiek materiaal vir hoë-krag piëzo-elektriese transformators In die navorsing van piëzo-elektriese keramiek materiale, China se navorsing is relatief agteruit. Volgens statistieke was daar in die ses jaar van 1997-2002, onder die meer as 60 patente wat in China gepubliseer is vir piëzo-elektriese keramiek en hul toepassings, ongeveer 50 aansoeke, waarvan slegs bykans 80 van hulle verantwoordelik was. In onlangse jare, hoewel geen ander buitelandse maatskappye patente op die navorsing en toepassing van piëzo-elektriese keramiekmateriaal in China ingedien het nie, kan dit gebruik word om PZT-gebaseerde piëzo-elektriese keramiek vir hoëkrag piëzo-elektriese keramiektransformators te vervaardig. Dit kan gebruik word om piëzo-elektriese transformators met uitsetkrag bo 30W te vervaardig. Dit is suksesvol toegepas op fluoresserende lampe vir daaglikse gebruik. Ferroperm se PZT-gebaseerde Pz24 is ook suksesvol toegepas op hoëkrag-omskakelaars. Alhoewel in ons land, het sommige navorsingsinstitute piëzo-elektriese materiale gebaseer op NEC-materiale gebruik om piëzo-elektriese transformators voor te berei met uitsetkrag onder laag (maar die situasie van piëzo-elektriese keramieknavorsing en toepassing is steeds nie optimisties nie.

Aangesien multi-laag piëzo-elektriese keramiektransformators maklik is om miniaturisering en hoë kraglewering te bereik, neem sommige navorsers tuis en in die buiteland dikwels die meerlaagstruktuur aan in die navorsing van piëzo-elektriese transformators. Die eenvoudigste Rosen-tipe meerlaagse piëzo-elektriese keramiektransformatorstruktuur kan beskou word as die saamgestelde en vereenvoudigde proses in 'n dikterigting deur 'n veelheid van enkelstuk Rosen-tipe piëzo-elektriese keramiektransformators. Die insetpunt word afwisselend gelamineer en gevuur deur 'n piëzo-elektriese keramiekskyf en 'n elektrodemateriaal, wat noodwendig 'n saamvuurprobleem tussen die piëzo-keramiekmateriaal en die elektrodemateriaal behels. Tans het baie PZT piëzo-keramiekmateriale vir piëzo-elektriese transformators 'n probleem van buitensporige hoë temperatuur (> 11000C) in die vervaardiging van meerlaagse piëzo-elektriese keramiektransformators, dit is nodig om 'n groter proporsie elektrodemateriaal wat edelmetale bevat, te gebruik. In die vervaardiging van piëzo-elektriese transformators, die koste van elektrode materiaal vir ongeveer 2/3 van die totale koste. Daarom, om die produksiekoste te verminder, is die piëzo-elektriese materiaal van die piëzo-elektriese transformator noodsaaklik, maar die anti-oksidasieprestasie van die basismetaal onder hoë temperatuur is uiters swak. As gevolg van die eenvoud en ekonomie van die proses, gebruik die meeste vervaardigers van piëzo-elektriese toestelle in China tans sintering van oksiderende atmosfeer tydens produksie. Wanneer die sintertemperatuur bo 1100° C is, word die basismetaal soos Ni maklik geoksideer, wat die kontakweerstand tussen die elektrode en die keramiekmateriaal verhoog en 'n groot negatiewe invloed op die toestel het. In die huidige situasie is daar twee maniere om 'ruteniummetallisering' van piëzo-elektriese toestelelektrodes: Eerstens, onder die voorwaarde dat die werkverrigting van die toestel nie beïnvloed word nie, word die sintertemperatuur van die piëzo-keramiekmateriaal wat gebruik word toepaslik verlaag, waardeur die huidige huishoudelike .Die hoeveelheid edelmetaal piëzo-keramiek gebruik word in die wyd silwer elektrodemateriaal; die tweede is die deeglike 'ruteniummetallisasie' wat in 'n reducerende atmosfeer gesinter word. Die verwesenliking van die tweede manier vir China se huidige elektroniese piezo keramiek produksie, die moeilikheid is baie groot. Omdat die meeste van China se huidige elektroniese keramiek produksie-aanleg, die gebruik van stap-tipe oond oksiderende atmosfeer. Die bereiking van 'n reduktiewe sintering beteken 'n aansienlike vervanging van die oorspronklike toerusting, wat natuurlik ondraaglik is vir die elektroniese piëzo-keramiekproduksie in China, wat 'n laat begin het. Daarom is die bereiking van laegraadse verbranding een van die navorsingsrigtings van hoëkrag piëso-elektriese transformatormateriale. So 'n prestasie van die bestaande loodvrye materiale is nie bevredigend nie. Alhoewel dit op die gebied van piëzo-elektriese navorsing is, is die gebruik van loodvrye materiale om bestaande PT- of PZT-materiale te vervang die toekomstige tendens, en dit is moeilik om op kort termyn te bereik as gevolg van die bestaande wetenskaplike en tegnologiese toestande. Terselfdertyd is Qm en Kp van suiwer PZT-materiale 'n paar wedersyds beperkende faktore, een hoog en die ander een moet laag wees. Daarom, in die navorsingsveld van hoëkrag piëso-elektriese materiale, is navorsers se oë meestal gekonsentreer op loodlantaanmanaat (PMS), loodnimanaat (PMN), loodsinkniobaat (PZN) en ander komponente en PZT. Navorsing oor drieledige, kwaternêre of meerveranderlike stelsels. Uit bogenoemde voorbeelde kan gesien word dat die hoë-krag piëso-elektriese keramiek die volgende eienskappe het in terme van samestelling: die hoofkomponente van hoë-krag piëso-elektriese keramiek is hoofsaaklik PZT, en die Zr/Ti-verhouding is naby die kwasi-homofase-grens. Dit is hoofsaaklik te wyte aan die bestaan van 'n kwasi-homofase-grens tussen die ontspanne ferro-elektriese kompleks en PZT-piezo. As gevolg van die bestaan van die kwasi-homogene fasegrens, is daar 'n groot aanpassingsruimte vir die keuse en ontwerp van die materiaalsamestelling en prestasie. Die nuwe navorsingsresultate oor die kwasi-homofase-grens toon ook dat C20-221: daar bestaan 'n monokliniese ferro-elektriese fase by die kwasi-homofase-grens, en die pool-as van die monokliniese ferro-elektriese fase kan tussen hulle wees. In enige rigting, sodat in die materiaal van die samestelling naby die kwasi-homofase-grens, die defleksie van die domein tydens polarisasie makliker is, en die piëso-elektriese eienskappe van die materiaal naby die kwasi-homofase-grens optimaal is. Aangesien die curie-temperatuur van die ontspanne ferro-elektrika relatief laag is, soos: Pb (Z n, /3Nb2/3), sy Tc = 1400C, dus om te verseker dat die materiaal 'n hoër Tc-temperatuur het, is die PZT-inhoud in hierdie stelsels hoër.

Hoëkragkomponente word bo-op die hoofkomponent gevoeg, soos PMS, PMN, PZ N, ens. Boonop is die piëzo-elemente vervat in hierdie gewysigde byvoegingskomponente geneig om beide 'skenker' en 'aanvaarder' funksies te hê. Dit is bekend uit die kennis van piëzo-elektrisiteit dat die doping-element in die skenkerstaat by die PZT gevoeg word, wat die generering van katioonvakatures bevorder, wat voordelig is vir die rotasie van die domein tydens polarisasie, en die materiaal word 'sag'; anders, as die doping-piezo-element in die PZT ingaan, bevorder die toestand die generering van suurstofvakatures en is dit nie bevorderlik vir die rotasie van die domeine nie, en die PZT-materiaal is relatief hard. Uiteindelik, as gevolg van die verskillende doping, kom die eienskappe van die materiaal in twee afsonderlike variasies voor. Daarbenewens sal behoorlike 'sagte' of 'harde' doping van PZT-gebaseerde materiale ook bydra tot die algehele anti-verouderingseienskappe van die materiaal. Dit is 'n vergelyking van die eienskappe van 'sagte'keramiek en 'harde'keramiek. Uit die vergelyking kan ons sien dat wanneer dit piëso-elektriese keramiek met 'n hoë krag berei, PZT-keramiek eenvoudig gedoteer word met 'skenker' of 'aanvaarder'-elemente. Diverse, dit is moeilik om aan die vereistes van 'dubbel hoog' en 'dubbel laag' vir hoë-krag piëso-elektriese materiale te voldoen. Daarom is dit nodig om te 'tweeledig', dit wil sê, dopingmodifikasie van PZT (insluitend 'hoofoptelelement' - 'n doping-piezo-element bygevoeg in die vorm van 'n ontspannende ferro-elektriese, en 'additional element' bygevoeg in 'n geoksideerde vorm. bereik die beste prestasie in die interaksie van die twee doping-effekte Soos in die voorbeelde hierbo gelys, is die 'hulpoptel'-element of die kombinasie van Ni-mangaan, Nie-sink en bismut-mangaan. Daarbenewens, wanneer dit nodig is om 'n afsonderlike aanpassing aan die 'sagte' of 'harde' eienskappe van die materiaal tydens die navorsingsproses te maak, is dit ook moontlik om die groei van sommige c korrels tydens sintering, en die prestasie kan geoptimaliseer word wanneer 'n veelheid van doping piezo-keramieksensor is behoorlik gepas. Boonop kan die behoorlike keuse van die 'hoofplus' en 'hulp' elemente ook 'n oorgangsvloeistoffase in kombinasie met lood vorm tydens die sinterproses van die porselein, sodat die materiaal teen 'n laer temperatuur in porselein gesinter kan word om die sintertemperatuur te verlaag.

Deur bogenoemde ontleding is die volgende beginsels beskikbaar vir die keuse en ontwerp van materiale vir hoë-krag piëso-elektriese keramiektransformators:

(1) Die hoofkomponentmateriaal word deur PZT gekies om te verseker dat die materiaal 'n hoë . Die temperatuur kan uiteindelik gewaarborg word om 'n wye bedryfstemperatuurreeks vir die piëso-elektriese transformator te hê;
(2) Die hoofkomponent Zr/Ti-verhouding moet naby die kwasi-homofase-grens gekies word om goeie piëso-elektriese aktiwiteit van die materiaal te verseker;
(3) Vorming van 'n multi-komponent materiaal om die materiaal aan te pas en te verbeter deur 'n ontspanne ferro-elektriese materiaal of piëzo-element te gebruik wat beide 'n 'skenker' en 'n 'aanvaarder'-doteringfunksie as 'n 'hulp' element of 'n derde of vierde komponent het. Dit is omvattende werkverrigting
(4) Gepas geselekteerde'hulpelemente', soos silwer en antimoon, kan die groei van kristalkorrels tydens sintering voorkom, wat voordelig is om fynkorrelige keramiek te verkry en die algehele werkverrigting van die materiale te verbeter.