ظروف تلبيد السيراميك الكهروضغطي

تحديد شروط التلبيد:

لتحديد شروط التلبيد، ينبغي أن ننتبه إلى العلاقة بين الجانبين: الأول هو العلاقة بين ظروف التلبيد والبنية المجهرية وخصائص الخزف؛ والآخر هو العلاقة بين ظروف التلبيد وشكل وحجم الفراغ. وفيما يلي وصف لل مادة PZT السيراميك الكهرضغطي بدرجة حرارة التلبيد هو مكون السيراميك القائم على PZT، والذي يعتمد بشكل أساسي على التركيب الكيميائي للتركيبة، وهي حجم حبيبات السيراميك، وشكل وحجم الجسم الأخضر، وطريقة التشكيل، ومعدل التسخين، ووقت التثبيت. يتم تحديد أفضل عملية حرق عمومًا عن طريق قياس الانكماش والكثافة والبنية المجهرية والخواص الكهربائية للمكونات عند درجات حرارة التلبيد المختلفة أثناء عملية الحرق التجريبية. بشكل عام، يجب تلبيد السيراميك الكهروإجهادي ذو نطاق درجة حرارة التلبيد الواسع (± 30 درجة مئوية) عند الحد الأعلى لدرجة حرارة التلبيد، ولكن لا ينبغي أن يكون وقت الانتظار طويلًا جدًا؛ نطاق درجة حرارة التلبيد ضيق (± 10 درجة مئوية) للخزف. يتم تلبيد درجة حرارة الحد الأدنى. ويمكن تمديد وقت الحجز بشكل مناسب. (2) معدل التسخين ووقت التثبيت: عندما يكون معدل التسخين سريعًا (حوالي 300 درجة مئوية/ساعة)، يجب أن تكون درجة حرارة التلبيد هي الحد الأعلى، ولا ينبغي تمديد وقت التثبيت؛ عندما يكون معدل التسخين بطيئًا (حوالي 200 درجة مئوية/ساعة)، يجب أن تكون درجة الحرارة أقل من الحد الأدنى، ويمكن تمديد وقت الاحتفاظ بشكل مناسب. نظرًا لحقيقة أن PbO متطاير عند درجات الحرارة المرتفعة، فإن الفراغات الصغيرة الحجم ذات الشكل البسيط تكون أكثر سرعة وقصيرة المدى (≥1h). ومع ذلك، بالنسبة للأشكال الكبيرة والمعقدة، يجب إبطاء درجة الحرارة ويجب تمديد وقت الاحتجاز، ويجب بذل قصارى جهد الختم والتلبيد لجعل المنتج متكلس بالتساوي وتجنب فقدان الرصاص. (3) سرعة التبريد وطريقة التبريد: تعتمد سرعة التبريد وطريقة التبريد بشكل أساسي على شكل وحجم الفراغ وهيكل فرن التلبيد. بشكل عام، يمكن تبريد الفراغات الصغيرة والمتوسطة الحجم عن طريق التبريد الطبيعي في الفرن. فراغات صغيرة ذات شكل بسيط، من أجل تحسين الحبوب، وتجنب تقليل السواد، مما قد يفتح باب الفرن قليلاً ويبرد بالهواء؛يعتمد السيراميك الكهرضغطي الحساس أيضًا طريقة تبريد الهواء والتبريد السريع، ثم يقوم بالتبريد الطبيعي بالفرن أقل من 850 درجة مئوية. يتم التحكم عمومًا في تبريد الفراغات كبيرة الحجم ذات الأشكال المعقدة بمعدل تبريد 100 درجة مئوية / ساعة لتجنب التشوه والتكسير.

(1) التحضير قبل التلبيد:

1) الفحص: 1 جسم تسخين فرن التلبيد جيد أو سيئ، موضع المزدوج الحراري، توازن التيار والجهد، أداء العزل وظروف الفرن الأخرى؛ 2 الأجزاء المقاومة للحرارة الملبدة، مثل سلامة المينا والغطاء، ودرجة امتصاص الرصاص، الانتظار الجيد أو السيئ.

2) التركيب والتغذية، يجب دفع الفرن بلطف ولطف لتجنب تكديس الفراغ. 

ضبط برنامج التلبيد. وفقًا لشروط التلبيد التي تحددها العملية، يتم ضبط برنامج التلبيد على جهاز التحكم في درجة الحرارة، ويتم تنفيذ التلبيد عن طريق التسخين الكهربائي.

(3) مراقبة وضبط وتسجيل ظروف التشغيل لفرن التلبيد بانتظام، والتحقق بشكل متكرر من درجة الحرارة وقياسها وتصحيحها لمنع انحراف درجة الحرارة بالقرب من درجة حرارة التلبيد المثلى ووقت الاحتفاظ.

(4) بعد انتهاء فترة الحفاظ على الحرارة، قم بإيقاف التشغيل أو التبريد بشكل طبيعي أو التبريد بطرق تبريد أخرى. يمكن خبزها في درجة حرارة أقل من 200 درجة مئوية.

الحكم على جودة التلبيد:

بالإضافة إلى تحديد الكثافة والخواص الكهربائية والبنية المجهرية، يتم إنتاجها يمكن الحكم على السيراميك الكهرضغطي ثنائي الشكل من السيراميك الكهرضغطي من خلال حكم بصري أبسط وأكثر مباشرة. وفقًا لطريقة الحكم هذه، يجب أن يتمتع الخزف ذو الجودة الملبدة المفضلة بالخصائص التالية:

اللون في درجة حرارة الغرفة: موحد ولامع؛

ظاهرة الترابط: قطع البورسلين مرتبطة قليلاً، ولكن من السهل فصلها؛ 3 معدل الانكماش حوالي 12%؛

انتشار الحبر: لا اختراق الحبر، لا انتشار؛ 5 الصوت: هناك صوت معدني هش عند ضربه؛ 6 القوة الميكانيكية: قوة عالية، ليس من السهل كسرها؛

حالة القسم: موحدة، كثيفة، لا يوجد مسام، القشرة تشبه القشرة، لامعة في نفس الفرن، الخزف في نفس البوتقة، الخصائص المذكورة أعلاه هي نفسها في الأساس، لا يوجد فرق كبير. العوامل الرئيسية التي تؤثر على التلبيد. تأثير المواد الخام هو أن المواد الخام المختلفة ذات المواصفات والدرجات المختلفة تحتوي على أنواع وكميات مختلفة من الشوائب. الأنشطة من أصول مختلفة ودفعات تختلف أيضًا محولات الطاقة بالموجات فوق الصوتية الكهرضغطية ، وستتغير أيضًا ظروف التلبيد وفقًا لذلك. (2) تأثير نسبة الزركونيوم إلى التيتانيوم (Zr/Ti) مع زيادة Zr/Ti يؤدي إلى زيادة درجة حرارة التلبيد، بل إنه من الصعب تلبيدها. (3) تأثير المواد المضافة. تحتوي الإضافات التي تؤثر على التلبيد بشكل أساسي على الفئات التالية:

1 مادة مضافة 'ناعمة' (مثل La3+، Nb5+، وما إلى ذلك) تنتج عيوبًا في الموقع A. يؤدي إلى انتشار الأيونات، ويتم توسيع نطاق درجة حرارة التلبيد، ويتم زيادة سرعة التلبيد.

2 إضافات 'صلبة' تنتج O شواغر (مثل Na+، Fe3+، Sc3+، إلخ). لا يؤدي انكماش الشبكة إلى انتشار الأيونات ويصعب تلبيدها.

3 استبدال نصف قطر صغير مكافئ لاستبدال أيون الموقع (مثل Sr2+، وما إلى ذلك). يتم فك الجزء A، ويتم تشويه الشبكة لتسهيل انتشار الأيونات، ومن السهل تلبيدها.

4 يتم تكوين مادة مضافة في الطور السائل (مثل SiO2، Bi2O3، إلخ). في المرحلة السائلة الطويلة في الجسم الأخضر، تنتشر الأيونات بسهولة، مما يمكن أن يخفض درجة حرارة التلبيد. مما يمكن أن يحد من إضافات فصل حدود الحبوب (مثل Fe3+، Al3+، Cr3+، Ni3+، وما إلى ذلك). يذوب جزء من المادة المضافة بشكل صلب في أقراص بيزو كريستال محول الطاقة الخزفية لتعديلها؛ يتم تكثيف جزء على حدود الحبوب، مما يحد من نمو الحبوب، مما يؤدي إلى بنية كريستالية دقيقة عالية الكثافة، وتحسين الخواص الكهروميكانيكية للقطعة الخزفية، وتحسين القوة الميكانيكية بشكل خاص.