أخبار

أنت هنا: بيت / أخبار / أساسيات السيراميك الكهرضغطية / دراسة عن تلبيد السيراميك الكهرضغطي PZT في المرحلة السائلة بدرجة حرارة منخفضة

دراسة على تلبيد الطور السائل بدرجة حرارة منخفضة للسيراميك الكهرضغطي PZT

المشاهدات: 0 المؤلف: محرر الموقع وقت النشر: 2019-09-10 الأصل: موقع

استفسر

التقدم في تطوير السيراميك الكهروضغطي PZT الملبد ذو درجة الحرارة المنخفضة هو في الأساس زجاج أو مركبات أو مركبات منخفضة الذوبان يمكن حلها بشكل صلب باستخدام السيراميك الكهرضغطي PZT.

4.1 التبريد بإضافة مادة ذات نقطة انصهار منخفضة

درجة حرارة تلبيد PZT يتم خفض مستشعر السيراميك الانضغاطي عن طريق تطعيم المادة منخفضة الذوبان PbO·WO3 بطريقة الطور الصلب. لقد وجد أنه عندما تكون كمية المنشطات PbO·WO3 0.5 مول%، يمكن الحصول على مرحلة البيروفسكايت النقي عن طريق الاحتفاظ بها عند 900 درجة مئوية. يمكن الحصول على أفضل أداء للتركيبة عند درجة حرارة 1100 درجة مئوية. ثابت العزل الكهربائي هو 1593، فقدان العزل الكهربائي tan δ = 0. 019، معامل كهرضغطية d33 = 363. 5 × 10 pCPN، معامل الاقتران الكهروميكانيكي Kp = 0.596، عامل الجودة الميكانيكية Qm = 88. 4. وجد أن نقطة الانصهار المنخفضة PbO·WO3 تشكل طورًا سائلًا بالكامل أثناء عملية التلبيد وتدخل البلورة شعرية، والتي تعمل بمثابة تلبيد المرحلة السائلة، ودرجة حرارة التلبيد وتجنب تشكيل مرحلتين. تأثير درجات حرارة التلبيد المختلفة على البنية المجهرية والخواص الكهرضغطية للسيراميك الكهرضغطي PMS-PZT. أظهرت النتائج التجريبية أن سيراميك PMS - PZT لا يزال بإمكانه تشكيل بنية كثيفة عند تلبيد درجات الحرارة المتوسطة والمنخفضة من 1100 إلى 1150 درجة مئوية، وأن الخواص الكهرضغطية والعزل الكهربائي قريبة من تلك التي تم الحصول عليها عند درجة حرارة التلبيد المثلى (1240 درجة مئوية). ويرجع ذلك أساسًا إلى أن PbO وSb2O5 يمكن أن يشكلا مرحلة سائلة انتقالية عند درجة حرارة تلبيد أقل (1100 إلى 1150 درجة مئوية)، وبالتالي تعزيز تكثيف المادة وإثرائها كمرحلة ثانوية عند حدود الحبوب. مع زيادة درجة حرارة التلبيد، يمكنها إعادة الدخول إلى الشبكة البلورية لتكوين بنية بيروفسكايت واحدة. تمت دراسة التلبيد عند درجة حرارة منخفضة لمحول السيراميك الكهرضغطي متعدد الطبقات PMN-PZT. من خلال إضافة Li2CO3 وBi2O3 كمساعدات تلبيد في سيراميك PMN-PZT، تم تشكيل الطور السائل LiBiO2 أثناء التلبيد لتقليل خزف PMN-PZT. الغرض من درجة حرارة التلبيد و Bi3 + (0.96 ! ) و Li + (0.74 ! ) استبدل Pb2 + ( 1.18 ! ) و Ti4 + (0.68 ! ) على التوالي، وشكل شواغر Pb. وقد لعب منصب O الشاغر دورًا تعديليًا مزدوجًا. يمكن تلبيد مادة السيراميك الانضغاطي عند درجة حرارة منخفضة تصل إلى 940 درجة مئوية، وتصل الكثافة إلى 96% من الكثافة النظرية، ولها معلمات أداء عازلة وكهرضغطية ممتازة. تتم إضافة أكسيد مركب Bi4 Ti3O12 كمساعد تلبيد لتقليل درجة حرارة تلبيد سيراميك PZT (52P48). تم التأكيد على أن Bi4 Ti3O12 يمكن أن يشكل كمية كبيرة من الطور السائل لتعزيز تكثيف التلبيد أثناء التلبيد. حاول آخرون إضافة Li2O إلى PMN-PZT لتشكيل مرحلة سائلة انتقالية لتعزيز التلبد، ومتكلس بدرجة كافية عند 950 درجة مئوية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا تحقيق تلبيد الطور السائل لـ PZT بإضافة MnO2، PbF2، NaF، V2O5، وما شابه. ومع ذلك، فإن إضافة زجاج أو أكسيد منخفض الذوبان قد يؤدي إلى مرحلة ثانية، كما أن وجود الكثير من المرحلة الثانية يؤدي حتمًا إلى انخفاض كبير في ثابت العزل الكهربائي للسيراميك الانضغاطي، وزيادة في فقدان العزل الكهربائي tan δ، والذي يجب ملاحظته.

3.2 التبريد بتكوين محلول صلب

يتم تحضيره بطريقة تخليق الطور الصلب التقليدية باستخدام Pb0. 94 ريال0. 06 (Ni1P2 W1P2) 0. 02 (Mn1P3 Nb 2P3) 0. 07 ( Zr0. Ti0. 49 ) 0. 91 ( 0. 02PNW - 0. 07PMnN - 0. 91PZT) قرص كريستالي كهرضغطي . عن طريق إضافة BiFeO3 منخفض الذوبان لإدخال أيونات المنشطات الناعمة مثل Fe3 + و Bi3 +، نظرًا لأن حجم الأيون ونوع الشبكة وسعر الكهرباء لا يختلف كثيرًا عن تلك الموجودة في المرحلة A من الكريستال الانضغاطي PZT، يمكن إذابتها بشكل متبادل لتشكيل محلول صلب. يتم تشكيل مرحلة سائلة أثناء التلبيد لتعزيز التلبيد. وفي الوقت نفسه، يمكن أن يؤدي إدخال الأيونات الناعمة أيضًا إلى تحسين خصائص السيراميك الكهرضغطي. عندما تكون كمية المنشطات BiFeO3 10% (مول)، فإن السيراميك PNW-PMnN-PZT الملبد عند 950 درجة مئوية يتمتع بأفضل خصائص كهرضغطية. يتم الحصول على مركب ثلاثي من PZT-PCN عن طريق إضافة Pb (Cu0.33Nb0.67) O3 إلى PZT بطريقة الطور الصلب التقليدية. عندما يكون المحتوى النسبي لـ PCN هو 0.08، عند 1050، يمكن أن تصل كثافة التلبيد لمدة ساعتين إلى 7.8 إلى 7.9 جمPcm3، وهو ما يمثل 98% من الكثافة النظرية. أعطى التلبيد عند 950 درجة مئوية لمدة ساعتين خصائص كهربائية أفضل: d33 = 473 pCPN، εr = 1636، Kp = 0.64. يعتقد المؤلفون أن PCN وPZT يشكلان محلولًا صلبًا، حيث يساهم الذوبان الأولي لـ CuO في تعديل المنشطات لـ Nb5 +، ويؤدي الطور السائل المتكون في وقت واحد إلى تقليل درجة حرارة التلبيد. انتظرت الحالة التي تم فيها تطعيم MnO2 بـ PZT-PZN. عندما تكون كمية المنشطات MnO2 هي 0.4% بالوزن، يمكن تكثيف سيراميك PZT-PZN بالكامل بعد التلبيد عند 930 درجة مئوية لمدة 4 ساعات. أفضل الخصائص الكهربائية المتاحة هي Qm = 1000، Kp = 0.62، d33 = 330 pCPN. الآلية هي كما يلي: يشكل PZT محلولاً صلبًا مع PZN، مما يقلل من درجة حرارة التلبيد ويحسن الخواص الكهربائية للسيراميك الضغطي. من خلال إضافة MnO2، فإنه يلعب دور السماكة والتلبيد، مما يجعل المادة أكثر كثافة وأسهل في التلبيد، ويحسن قيمة Qm للمادة. علاوة على ذلك، فإن المحلول الصلب القادر على تكوين محلول صلب باستخدام سيراميك PZT هو BaCu0. 5W0. 5 O3 (BCW)، NaNbO3 [20]، Sr (Cu1P2 W1P2 ) O3، BiFeO3 (BF)، وما شابه. هذه الإضافات لا تقلل درجة حرارة التلبيد فحسب، بل تحافظ أيضًا على أدائها وتحسنه، وهو أمر ذو أهمية كبيرة لتوفير الطاقة وتقليل التلوث البيئي.

سيراميك الهايفو

بشكل عام، خفض درجة حرارة التلبيد بشكل غير صحيح تؤدي مادة محول الأنبوب الخزفي الخزفي إلى انخفاض الأداء. لذلك، في حين أن درجة الحرارة منخفضة بشكل كبير، يمكن ضمان الكثافة والأداء الجيد للجسم الخزفي لتحقيق تلبيد درجة حرارة منخفضة لمواد السيراميك الكهرضغطية. وبطبيعة الحال، لا يتم تحقيق التلبيد في درجات الحرارة المنخفضة فقط من خلال طريق واحد، ولكنه يتطلب مجموعة من الأساليب المختلفة، والتنسيق، والمكملات طويلة المدى لتحقيق أفضل النتائج. نظرًا لعملية تلبيد الطور السائل البسيطة، والتكلفة المنخفضة، والأداء الجيد للسيراميك الضغطي في درجات حرارة منخفضة، فقد أصبح موضوع بحث ساخن في الداخل والخارج، وله آفاق تطبيق واسعة في الإنتاج الصناعي. في الوقت الحاضر، من أجل تقليل تكلفة إعداد أجهزة شرائح السيراميك الانضغاطية متعددة الطبقات وتحقيق الغرض من استخدام الأقطاب الكهربائية الداخلية المشتركة من الفضة والنحاس كأجهزة شرائح، من المهم بشكل خاص دراسة تقنية التلبيد ذات درجة الحرارة المنخفضة للسيراميك الكهرضغطي PZT.