Nová aplikace piezoelektrických keramických materiálů

Piezoelektrická keramika bez olova, ačkoli piezoelektrická keramika na bázi olova dominuje aplikaci v piezoelektrickém poli. Základní piezoelektrická keramika je však materiál škodlivý pro lidské tělo a životní prostředí. Mezi nimi se toxické látky během zpracování a slinování snadno vypařují, což způsobuje poškození lidského těla a životního prostředí. Proto se hledání piezoelektrického keramického materiálu, který je srovnatelný s piezokeramikou a neobsahuje žádné olovo, stalo naléhavou potřebou v oblasti elektronických materiálů. V současnosti se výzkumná místa doma i v zahraničí zaměřují především na dvě kategorie: obsahující vizmut piezo keramický senzor a bezolovnatá piezoelektrická keramika s perovskitovou strukturou. Vrstvená piezoelektrická keramika je složena z dvourozměrného perovskitu a pravidelně střídavě uspořádaných vrstev. Jeho speciální vrstvená struktura určuje následující charakteristiky: nízká dielektrická konstanta, vysoká Curieova teplota, vysoký elektromechanický vazebný koeficient a zjevná anizotropie a vysoký měrný odpor. Nízká rychlost průrazu dielektrika a nízká teplota slinování. Tyto vlastnosti určují, že piezokeramika je zvláště vhodná pro vysokoteplotní a vysokofrekvenční aplikace, čímž řeší defekt nestabilního výkonu piezoelektrické keramiky při vysokovýkonové rezonanci. Avšak tantalová vrstvená piezoelektrická keramika má své vlastní nevýhody: jednou je to, že koercitivní pole je příliš vysoké, což neprospívá polarizaci; druhým je nízká piezoelektrická aktivita a nízký měrný odpor. K překonání těchto dvou defektů je hlavním využitím vysokoteplotní polarizace, protože koercitivní pole se s rostoucí teplotou a dopingovou modifikací zmenšuje. Za účelem získání vysoké impedance je báze dotována a hustoty výsledků jsou jak teoretické, tak i vyšší než měrný odpor. Navíc byl základ také dopován, výsledkem bylo JG až 01 A66. Tyto vlastnosti určují, že tantalová piezokeramika je vhodná pro vysokoteplotní senzory, oscilátory a filtry. 

Vlastnosti keramiky byly zkoumány pomocí nízkoteplotního slinování. Výsledky ukazují, že všechny vzorky mají teoretickou hustotu AD a nevzniká žádná druhá fáze; doping snižuje velikost zrna a omezuje anizotropní růst; V bezolovnaté piezoelektrické keramice pro perovskitové struktury má velký rozměr pro bezolovnatou piezoelektrickou keramiku a je vhodný pro použití jako budič a zařízení s vysokým výkonem. Avšak nízká Curieova teplota, velké koercitivní pole a nízká relativní hustota piezokeramiky omezují její aplikační požadavky. Postupně eliminujte používání olova a těžkých kovů. V současné době je příprava stále velmi obtížná, zejména co se týče hustoty. Doping může zvýšit hustotu slinování; Použití nano-prášku k výrobě nano-prášku jemným mletím a příprava perovskitové piezoelektrické keramiky s relativní hustotou spékáním kování je piezoelektrická keramika s titaničitanem sodným také horkým místem ve výzkumu bezolovnaté piezoelektrické keramiky. Mají perovskitovou strukturu. Podobně má titaničitan sodný bismutitý také nízkou piezoelektrickou aktivitu a velké koercitivní pole. V současné době je koercitivní pole modifikovaného materiálu titaničitanu sodného barnatého hlavně redukováno přidáním množství příměsí perovskitové struktury; piezoelektrická keramika je značně vylepšena a materiál je vhodný pro výrobu piezoelektrického filtru a piezoelektrických rezonátorů atd. Z výše uvedeného je patrné, že ať už piezoelektrická keramika obsahující olovo nebo piezoelektrická keramika bezolovnatá, jsou za současných podmínek převážně upravovány přidáváním různých příměsí. Proto jsou piezoelektrické keramické materiály obecně komplexní keramické pevné roztoky. Složení vícesložkových materiálů přidává na složitosti. To přinese velké potíže při testování vlastností materiálů. Při analýze vlastností materiálů tradičními metodami se za účelem získání vlivu určité změny podmínek na výkon často stanoví jiné podmínky a provádí se velké množství experimentů k analýze zkoumaných podmínek. Situace se zkomplikuje, pokud se mají zkoumat účinky několika dalších podmínek za určitých podmínek. Použití umělých neuronových sítí k vytvoření přesných matematických modelů pro přesnou předpověď výkonu. Metoda je přesná! Ještě důležitější je, že optimální výkonnostní vzorec může být rozpočtován a jeho praktická hodnota je neměřitelná.