1 pohyb domény v Pb (Zr0. 52Ti0. 48)O3 Materiál PZT piezoelektrické složení keramiky, přídavek oxidů jako La2O3, Nb2O5, ThO2 a WO3 snižuje hodnotu Qm. Pro vysvětlení snížení Qm navrhla následující mechanismus. Při nahrazení Pb2 + , Ti4 + , Zr4 + v PZT keramice kovovým iontem má vyšší mocenství než Pb2 + nebo Ti4 + nebo Zr4 +, jako je La3 + , Nb5 + , W6 + atd., aby byly zachovány energetické vlastnosti mřížky, v piezokeramice se generují vakance Pb. Tyto volné pozice Pb snižují vnitřní napětí, které brání rotaci domény, takže doména se snadno pohybuje, zvyšuje se vnitřní tření, zvyšuje se dielektrická ztráta a hodnota Qm klesá. Předpokládá se, že pohyb stěny domény způsobuje, že hodnota Qm je snížena. Navíc vzorec odvozený Yamauchi a Takahashi ví, že hodnota Q-1m je úměrná dielektrické ztrátě. Jednou z příčin dielektrických ztrát je spotřeba energie způsobená hysterezí vibrací doménové stěny při působení střídavého elektrického pole. Hystereze vibrací stěny domény tedy způsobí ztrátu média, což způsobí snížení hodnoty Qm. V modifikovaném piezoelektrickém keramickém materiálu dopovaném s nízkou Qm tedy obtížnost pohybu stěny domény přímo odpovídá hodnotě Qm.
2 Vesmírný náboj
Když jsou Pb2+, Ti4+, Zr4+ v piezokeramice PZT nahrazeny kovovými ionty, které mají nižší mocenství než Pb2+ nebo Ti4+ a Zr4+, jako jsou K+, Na+, Cr3+, Fe3+, hodnota Qm se výrazně zvýší. To lze vysvětlit vlivem vesmírného náboje na doménu. Čistá piezoelektrická keramika PZT vykazuje vodivost děrového typu díky prázdným místům olova, zatímco přísady pozitivních nízkomocných kovových iontů působí v těle jako akceptory. Přidání levného kovového iontu značně zvyšuje záporný střed a nosné otvory v piezokeramickém tělese, to znamená, že generuje velké množství prostorového náboje. Aby se eliminovalo elektrické pole generované nespojitou změnou stěny domény, je záporně nabitý prostorový náboj koncentrován v doméně. Kladný terminál a kladně nabitý prostorový náboj se soustředí na negativním konci stěny domény a tvoří pole prostorového náboje (Eq), které je stejné jako směr polarizace domény. Když je vnější elektrické pole aplikováno k otočení domény, nejen překonání spontánní polarizace původní domény, ale také překonání pole prostorového náboje Eq. To znamená, že účinek prostorového náboje potlačuje pohyb domény, čímž se snižuje vnitřní tření a zvyšuje se hodnota Qm. Pro odhad přítomnosti v keramice .Množství vloženého prostorového náboje lze pozorovat Definice je parametr množství prostorového náboje (Ps - Pi)/Ps pro charakterizaci množství prostorového náboje. Hodnota ( Ps - Pi ) / Ps se liší podle typu a množství nečistot. U levných kovových aditiv (tvrdé aditiva) se s rostoucím množstvím dopingu zvyšuje množství prostorové náplně, zatímco množství prostorové náplně pro drahá aditiva (měkká aditiva) je malé a téměř nemožné jej měřit. Proto tlak vysoké hodnoty Qm V elektrické keramice souvisí změna hodnoty Qm s prostorovým nábojem. Když teplota vzroste, prostorový náboj migruje v piezokeramické krystaly , které snižují akumulaci prostorového náboje, podporují pohyb doménové stěny a snižují hodnotu Qm. Pro přidání měkkých materiálů, kvůli keramice, Množství prostorového náboje generovaného v těle je malé a změna teploty způsobuje, že migrace prostorového náboje je malá. Proto je teplotní stabilita Qm obecně vyšší než u tvrdé přísady.
3 Odpor těla Pro měkké materiály modifikované aditivy
objemový odpor je o 1 až 2 řády vyšší než u tvrdého aditivovaného materiálu, protože malé množství dopantu poskytuje přebytečné elektrony. Původní rekombinace otvorů snižuje koncentraci elektronových otvorů v piezokeramickém tělese, čímž se zvyšuje objemový odpor. Vysoký objemový odpor je prospěšný pro zvýšení intenzity polarizačního elektrického pole piezoelektrické keramiky a pohyb orientace domény je postačující, což má za následek zvýšení dielektrické ztráty a snížení hodnoty Qm. U tvrdých aditiv dopovaných materiálů je zvýšení prostorového náboje a objemového odporu doprovázeno zvýšením Qm. Čím nižší je teplota, tím větší je objemový odpor materiálu. Je obtížné migrovat prostorový náboj, pohyb domény je potlačen a hodnota Qm je snížena. Když je vztah mezi objemovým měrným odporem a hodnotou Qm kvantitativně charakterizován, jak je popsáno výše, byla hodnota Qm vyjádřena jako funkce velikosti prostorového náboje a objemového měrného odporu.
4 Velikost zrna Velká velikost zrna během procesu polarizace,
upínací napětí generované na hranici zrn je malé, materiál se snadno polarizuje, vnitřní tření se snižuje a hodnota Qm se zvyšuje. Pokud je však velikost zrna příliš velká, dojde ke vzniku mezery mezi zrny. Zvýšená kompaktnost, ovlivňující piezoelektrický výkon; zrno je příliš malé, hranice zrna má silný upínací účinek na doménu, což ztěžuje pohyb řízení domény a snižuje piezoelektrický výkon. Proto musí být velikost zrna střední. Studium CeO2 dopovaného Pb (Mn1/ 3Sb2/ 3)2PbTiZrO3 ternární piezoelektrické keramiky ukazuje, že po přidání CeO2 je keramika hustá a zrna jsou střední, což zlepšuje mikrostrukturu piezokeramiky. Byl získán ultrazvukový motorový materiál se stojatou vlnou s vysokým napětím a vysokou hodnotou Qm.
5 Studie mřížkové konstanty Fázový diagram na bázi PZT materiály piezoelektrických diskových měničů lze nalézt, že úprava poměru Zr/Ti a třetí nebo čtvrté složky způsobí změny v parametrech mřížky; navíc do mřížky vstupují dopingové ionty, krystal Mění se i parametr mřížky. Pokud se poměr os krystalu zvýší c/ a, v době polarizace se spontánní polarizace Ps některých struktur obtížně otáčí, což má za následek snížení piezoelektrického výkonu; a snížení poměru os piezo krystalu c/a činí Ps. Reverzace je snadná, výsledkem je zvýšení vnitřního tření a snížení Qm. Proto u binárních nebo víceprvkových piezoelektrických keramických materiálů na bázi olova ovlivňují parametry mřížky také hodnotu Qm.
6 Vibrační režim Hodnota Qm odráží míru mechanické ztráty způsobené vnitřním třením piezoelektrického vibrátoru během rezonance. Je zřejmé, že hodnota Qm souvisí s vibračním režimem. K výrobě piezoelektrického vibrátoru používá piezoelektrický keramický materiál PMN2PZT. Když se hodnota Qm a teplota gyroskopického čtyřvibrátoru a válcového vibrátoru vztáhnou na teplotu, zjistí se, že křivka Qm válcového vibrátoru je přibližně o 30 °C nižší než u čtyřhranného vibrátoru, což znamená tetragonální vibraci. Hodnota Qm asi 0 °C odpovídá hodnotě Qm válcového vibrátoru -30 až 80 °C. Proto lze úpravu hodnoty Qm studovat nejen volbou materiálového složení, ale také změnou režimu vibrací.
Hubei Hannas Tech Co., Ltd je profesionální výrobce piezoelektrické keramiky a ultrazvukových měničů, který se věnuje ultrazvukové technologii a průmyslovým aplikacím.
