طبقات البزموت من السيراميك الكهرضغطي

العثور على مادة سيراميكية كهرضغطية يمكن مقارنتها بسيراميك PZT بدون الرصاص أصبحت الألواح البلورية الكهرضغطية حاجة ملحة في مجال المواد الإلكترونية. في الوقت الحاضر، يركز البحث بشكل أساسي على فئتين رئيسيتين: السيراميك الكهرضغطي المحتوي على البزموت (B i2O2) وتيتانات الصوديوم البزموت (NaxBix) (BNT) ذات بنية البيروفسكايت. يتكون السيراميك الكهربائي من طبقات البيروفسكايت ثنائية الأبعاد و (Bi2O2) مرتبة بالتناوب عن بعضها البعض ويحدد هيكلها الطبقي الخاص الخصائص التالية: ثابت العزل الكهربائي المنخفض، درجة حرارة كوري عالية، معامل الاقتران الكهروميكانيكي، يتمتع مستشعر الانضغاط المستطيل بمقاومة عالية، ومعدل تقادم منخفض، وقوة انهيار عازلة كبيرة، ودرجة حرارة تلبيد منخفضة، وما إلى ذلك. تحدد هذه الخصائص أن السيراميك الانضغاطي مناسب بشكل خاص لتطبيقات درجات الحرارة العالية والترددات العالية، وبالتالي حل مشكلة رنين الطاقة العالية للسيراميك الكهرضغطي PZT ومع ذلك، فإن السيراميك الكهرضغطي ذو طبقات البزموت له عيوبه الخاصة: توليد الكهرباء الكهرضغطية هو أن المجال القسري (E c) مرتفع جدًا، وهو لا يفضي إلى الاستقطاب؛ النشاط الكهرضغطي الآخر منخفض. ومن أجل التغلب على هذين النوعين من العيوب، بشكل رئيسي يتم استخدام لوحة الحصاد الانضغاطية لاستقطاب درجات الحرارة العالية، لأن المجال القسري يتناقص مع زيادة درجة الحرارة وتعديل المنشطات، Li و 0.94TiO3 الأخرى ينضمون إلى La، Nb، انخفض المجال القسري، وقد تم تحسين النشاط الكهرضغطي بشكل كبير، هذه المادة مناسبة لتصنيع المرشحات الكهرضغطية والمذبذبات والرنانات الكهرضغطية وما شابه ذلك. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تحقيق تحسينات في أداء محول الألواح الكهروإجهادية من خلال تحسينات العملية مثل تقنية موجهة نحو الحبوب. مما يزيد من تباين الترانزستورات المكسوة بالبزموت. يعتبر تيتانات الصوديوم البزموت TiO3 (BNT) أيضًا نقطة ساخنة للسيراميك الخالي من الرصاص. تم اكتشافه لأول مرة في عام 1960 وله هيكل البيروفسكايت. نفس تيتانات بزموت الصوديوم لديها أيضًا نشاط كهرضغطية منخفض ومجال قسري كبير وما إلى ذلك. في الوقت الحاضر، يتم تعديل بزموت تيتانات الصوديوم بشكل رئيسي عن طريق إضافة مواد منشطة مختلفة لبنية البيروفسكايت. تمت إضافة Wang (B i0.5N a0.5) إلى جزء المادة البالغ 0.5% CeO2 و0.75% من La2O3 بواسطة التلبيد التقليدي ووجد أن السيراميك الكهرضغطي . الأنابيب الكهرضغطية للمشغل الصغير حسنت خصائص d33 عند تردد رنين 1kH z، وفقدان العزل الكهربائي tan δ = 2.0%، بواسطة حيود الأشعة السينية وجد أن CeO2 وLa2O3 تفرقوا في الشبكة البلورية أثناء التلبيد، ولا يؤثر ذلك على أداء السيراميك الانضغاطي. BaTiO3 هي المادة الأقدم التي وجدت سيراميك كهرضغطية خالي من الرصاص.