Дасягненні ў распрацоўцы нізкатэмпературнай спечанай п'езаэлектрычнай керамікі PZT - гэта ў асноўным нізкаплаўкае шкло, злучэнні або злучэнні, якія могуць быць раствораны ў цвёрдым стане з дапамогай п'езаэлектрычнай керамікі PZT.
4.1 Астуджэнне шляхам дадання рэчывы з нізкай тэмпературай плаўлення
Тэмпература спякання PZT п'езакерамічны датчык паніжаны легаваннем лёгкаплаўкага матэрыялу PbO·WO3 метадам цвёрдай фазы. Было выяўлена, што калі колькасць PbO·WO3 легіравання складае 0,5 мольных%, то чыстую фазу перовскита можна атрымаць вытрымкай пры 900 °C. Найлепшыя характарыстыкі складу можна атрымаць пры вытрымцы пры 1100 °C. дыэлектрычная пранікальнасць 1593, дыэлектрычныя страты tan δ = 0.019, п'езаэлектрычны каэфіцыент d33 = 363.5 × 10 pCPN, электрамеханічны каэфіцыент сувязі Kp = 0.596, механічны каэфіцыент якасці Qm = 88. 4. Выяўлена, што нізкая тэмпература плаўлення PbO·WO3 цалкам утварае вадкая фаза падчас працэсу спякання і ўваходзіць у крышталічную рашотку, якая дзейнічае як вадкая фаза спякання, тэмпература спякання і дазваляе пазбегнуць адукацыі двух фаз. уплыў розных тэмператур спякання на мікраструктуру і п'езаэлектрычныя ўласцівасці п'езаэлектрычнай керамікі PMS-PZT. Эксперыментальныя вынікі паказваюць, што кераміка PMS - PZT можа ўтвараць шчыльную структуру пры сярэдне- і нізкатэмпературным спяканні ад 1100 да 1150 °C, а п'езаэлектрычныя і дыэлектрычныя ўласцівасці блізкія да тых, што атрымліваюцца пры аптымальнай тэмпературы спякання (1240 °C). Гэта галоўным чынам таму, што PbO і Sb2O5 могуць утвараць пераходную вадкую фазу пры больш нізкай тэмпературы спякання (ад 1100 да 1150 °C), тым самым спрыяючы ўшчыльненню матэрыялу і ўзбагачэнню ў якасці другаснай фазы на мяжы зерняў. Па меры павышэння тэмпературы спякання яны могуць зноў увайсці ў крышталічную рашотку, утвараючы адзіную перовскитную структуру. Даследавана нізкатэмпературнае спяканне шматслойнага ламінаванага п'езаэлектрычнага керамічнага трансфарматара ПМН-ЦЦТ. Пры даданні Li2CO3 і Bi2O3 у якасці дапаможных рэчываў для спякання ў кераміку PMN-PZT падчас спякання ўтварылася вадкая фаза LiBiO2 для аднаўлення фарфору PMN-PZT. Мэта тэмпературы спякання і Bi3 + (0, 96 ! ) і Li + (0, 74 ! ) Замяшчаюць Pb2 + ( 1, 18 ! ) і Ti4 + (0, 68 ! ) адпаведна і ўтвараюць вакансіі Pb. А вакансія O адыграла падвойную ролю мадыфікацыі. П'езакерамічны матэрыял можна спякаць пры нізкай тэмпературы 940 ° C, а шчыльнасць дасягае 96% ад тэарэтычнай шчыльнасці і мае выдатныя дыэлектрычныя і п'езаэлектрычныя параметры. Ён дададзены кампазітны аксід Bi4 Ti3O12 у якасці дапамогі пры спяканні для зніжэння тэмпературы спякання керамікі PZT (52P48). Было пацверджана, што Bi4 Ti3O12 можа ўтвараць вялікую колькасць вадкай фазы для спрыяння ўшчыльненню спякання падчас спякання. іншыя спрабавалі дадаць Li2O да PMN-PZT, каб утварыць пераходную вадкую фазу для спрыяння спяканню, і дастаткова спечаны кампакт пры 950 °C. Акрамя таго, вадкаснае спяканне PZT таксама можа быць дасягнута шляхам дадання MnO2, PbF2, NaF, V2O5 і таму падобнага. Аднак даданне лёгкаплаўкага шкла або аксіду можа ўвесці другую фазу, і наяўнасць занадта вялікай колькасці другой фазы непазбежна прыводзіць да значнага зніжэння дыэлектрычнай пранікальнасці п'езакерамікі і павелічэння дыэлектрычных страт tan δ, што неабходна адзначыць.
3. 2 астуджэнне з утварэннем цвёрдага раствора
Ён падрыхтаваны звычайным метадам цвёрдафазнага сінтэзу з выкарыстаннем Pb0. 94 Sr0. 06 (Ni1P2 W1P2) 0.02 (Mn1P3 Nb 2P3) 0.07 (Zr0. Ti0.49) 0.91 (0.02PNW - 0.07PMnN - 0.91PZT) п'езаэлектрычны дыск крышталь . Пры даданні лёгкаплаўкага BiFeO3 для ўвядзення іёнаў мяккага легіравання, такіх як Fe3 + і Bi3 +, паколькі памер іёнаў, тып рашоткі і кошт электраэнергіі не моцна адрозніваюцца ад памеру іёнаў, тыпу рашоткі і кошту электраэнергіі ў фазе А п'езакрышталя PZT, яны могуць узаемна растварацца з адукацыяй цвёрдага раствора. Падчас спякання ўтвараецца вадкая фаза, якая спрыяе спяканню. У той жа час, увядзенне мяккіх іёнаў таксама можа палепшыць ўласцівасці п'езаэлектрычнай керамікі. Калі допінг BiFeO3 складае 10% (моль), кераміка PNW-PMnN-PZT, спечаная пры 950 °C, мае лепшыя п'езаэлектрычныя ўласцівасці. Трайное злучэнне PZT-PCN атрымліваецца шляхам дадання Pb (Cu0.33Nb0.67) O3 да PZT звычайным цвёрдафазным метадам. Пры адносным утрыманні PCN 0,08 пры 1050 Шчыльнасць спякання за 2 ч можа дасягаць 7,8-7,9 гПсм3, што складае 98% ад тэарэтычнай шчыльнасці. Спяканне пры 950 °C на працягу 2 гадзін дало лепшыя электрычныя ўласцівасці: d33 = 473 pCPN, εr = 1636, Kp = 0,64. Аўтары мяркуюць, што PCN і PZT ўтвараюць цвёрды раствор, у якім пачатковае плаўленне CuO спрыяе легіравання Nb5 +, а ўтварылася вадкая фаза адначасова зніжае тэмпературу спякання. Дачакаўся выпадку, калі MnO2 легіраваны PZT-PZN. Калі колькасць MnO2 складае 0,4 мас.%, кераміка PZT-PZN можа быць цалкам ушчыльнена пасля спякання пры 930 °C на працягу 4 гадзін. Найлепшыя даступныя электрычныя ўласцівасці: Qm = 1000, Kp = 0,62, d33 = 330 pCPN. Механізм заключаецца ў наступным. PZT утварае цвёрды раствор з PZN, што зніжае тэмпературу спякання і паляпшае электрычныя ўласцівасці п'езакерамікі. Дадаючы MnO2, ён выконвае ролю згушчэння і спякання, робячы матэрыял больш шчыльным і яго лягчэй спякаць, а таксама паляпшаючы значэнне Qm матэрыялу. Акрамя таго, цвёрды раствор, здольны ўтвараць цвёрды раствор з керамікай PZT, - гэта BaCu0. 5W0. 5 O3 (BCW), NaNbO3 [20], Sr (Cu1P2 W1P2) O3, BiFeO3 (BF) і таму падобнае. Гэтыя дадаткі не толькі зніжаюць тэмпературу спякання, але таксама падтрымліваюць і паляпшаюць іх характарыстыкі, што мае вялікае значэнне для энергазберажэння і памяншэння забруджвання навакольнага асяроддзя.
Увогуле, няправільнае зніжэнне тэмпературы спякання матэрыял пераўтваральніка з п'езакерамічнай трубкай прыводзіць да зніжэння прадукцыйнасці. Такім чынам, у той час як тэмпература значна зніжана, шчыльнасць і добрыя характарыстыкі керамічнага корпуса могуць быць забяспечаны для дасягнення нізкатэмпературнага спякання п'езаэлектрычнага керамічнага матэрыялу. Вядома, нізкатэмпературнае спяканне дасягаецца не толькі адным шляхам, але патрабуе спалучэння розных метадаў, каардынацыі і доўгатэрміновага дапаўнення для дасягнення найлепшых вынікаў. Дзякуючы простаму працэсу спякання ў вадкай фазе, нізкаму кошту і добрым характарыстыкам п'езакерамікі пры больш нізкіх тэмпературах, яна стала актуальнай тэмай даследаванняў у краіне і за мяжой і мае шырокія перспектывы прымянення ў прамысловай вытворчасці. У цяперашні час для таго, каб знізіць выдаткі на падрыхтоўку шматслойных п'езакерамічных чыпаў і рэалізаваць мэту выкарыстання ў якасці чыпаў унутраных электродаў з срэбра і медзі з сумесным абпальваннем, асабліва важна вывучыць тэхналогію нізкатэмпературнага спякання п'езаэлектрычнай керамікі PZT.
Кампанія Hubei Hannas Tech Co., Ltd з'яўляецца прафесійным вытворцам п'езаэлектрычнай керамікі і ультрагукавых датчыкаў, якая займаецца ультрагукавымі тэхналогіямі і прамысловым прымяненнем.
