Pokroky ve vývoji nízkoteplotně slinuté piezoelektrické keramiky PZT představují především nízkotavitelné sklo, sloučeniny nebo sloučeniny, které lze v pevné fázi řešit piezoelektrickou keramikou PZT.
4.1 Chlazení přidáním látky s nízkou teplotou tání
Teplota slinování PZT piezokeramický snímač je snížen dopováním nízkotavného materiálu PbO·WO3 metodou v pevné fázi. Bylo zjištěno, že když je dopovací množství PbO·WO3 0,5 mol%, čistou perovskitovou fázi lze získat udržováním při 900 °C. Nejlepšího výkonu kompozice lze dosáhnout udržováním při 1100 °C. dielektrická konstanta je 1593, dielektrická ztráta tan δ = 0,019, piezoelektrický koeficient d33 = 363, 5 × 10 pCPN , elektromechanický vazební koeficient Kp = 0, 596, mechanický činitel jakosti Qm = 88. 4. Bylo zjištěno, že nízký bod tání3 během procesu sinterkrystalu zcela přechází do fáze sinter krystalu mřížka, která působí jako slinování v kapalné fázi, teplotu slinování a zabraňuje vzniku dvou fází. vlivy různých teplot slinování na mikrostrukturu a piezoelektrické vlastnosti piezoelektrické keramiky PMS-PZT. Experimentální výsledky ukazují, že keramika PMS - PZT může stále tvořit hustou strukturu při střední a nízké teplotě slinování od 1100 do 1150 °C a piezoelektrické a dielektrické vlastnosti jsou blízké vlastnostem získaným při optimální teplotě slinování (1240 °C). Je to hlavně proto, že PbO a Sb2O5 mohou tvořit přechodnou kapalnou fázi při nižší teplotě slinování (1100 až 1150 °C), čímž podporují zhuštění materiálu a obohacování jako sekundární fáze na hranici zrn. Jak se teplota slinování zvyšuje, mohou znovu vstoupit do krystalové mřížky a vytvořit jedinou perovskitovou strukturu. Bylo studováno nízkoteplotní slinování vícevrstvého vrstveného piezoelektrického keramického transformátoru PMN-PZT. Přidáním Li2CO3 a Bi2O3 jako slinovacích pomůcek do keramiky PMN-PZT se během slinování vytvořila kapalná fáze LiBiO2 za účelem snížení PMN-PZT porcelánu. Účel teploty slinování a Bi3+ (0,96 !) a Li+ (0,74 !) nahradily Pb2+ (1,18!) a Ti4+ (0,68!), v tomto pořadí, a vytvořily vakance Pb. A volné místo O sehrálo dvojí modifikační roli. Piezokeramický materiál lze slinovat při nízké teplotě 940 °C a hustota dosahuje 96 % teoretické hustoty a má vynikající dielektrické a piezoelektrické výkonové parametry. Ke snížení teploty slinování keramiky PZT (52P48) se přidává kompozitní oxid Bi4 Ti3O12 jako pomocný slinovací prostředek. Bylo potvrzeno, že Bi4 Ti3O12 může tvořit velké množství kapalné fáze pro podporu zhuštění slinování během slinování. jiní se pokusili přidat Li2O do PMN-PZT za účelem vytvoření přechodné kapalné fáze pro podporu slinování a dostatečně slinutého výlisku při 950 °C. Kromě toho lze slinování PZT v kapalné fázi také dosáhnout přidáním Mn02, PbF2, NaF, V205 a podobně. Přidání nízkotavitelného skla nebo oxidu však může zavést druhou fázi a přítomnost příliš velkého množství druhé fáze nevyhnutelně vede k významnému snížení dielektrické konstanty piezokeramiky a ke zvýšení dielektrické ztráty tan δ, což je třeba poznamenat.
3. 2 chlazení vytvořením tuhého roztoku
Připravuje se konvenční metodou syntézy na pevné fázi s použitím Pb0. 94 Sr0. 06 (Ni1P2 W1P2 ) 0, 02 (Mn1P3 Nb 2P3) 0, 07 ( Zr0. Ti0. 49 ) 0, 91 ( 0, 02PNW - 0, 07PMnN - 0, 91PZT) piezoelektrický disk krystal . Přidáním nízkotavného BiFeO3 k zavedení měkkých dopujících iontů, jako jsou Fe3+ a Bi3+, protože velikost iontu, typ mřížky a cena elektřiny se příliš neliší od velikosti piezokrystalu PZT fáze A, mohou být vzájemně rozpuštěny za vzniku pevného roztoku. Během slinování se vytváří kapalná fáze, která podporuje slinování. Současně může zavedení měkkých iontů také zlepšit vlastnosti piezoelektrické keramiky. Když je dotační množství BiFeO3 10 % (mol), keramika PNW-PMnN-PZT slinutá při 950 °C má nejlepší piezoelektrické vlastnosti. Získává se ternární sloučenina PZT-PCN přidáním Pb (Cu0. 33Nbo. 67) O3 k PZT konvenční metodou na pevné fázi. Když je relativní obsah PCN 0,08, při 1050 může hustota slinování po 2 h dosáhnout 7,8 až 7,9 gPcm3, což je 98 % teoretické hustoty. Slinování při 950 °C po dobu 2 h poskytlo lepší elektrické vlastnosti: d33 = 473 pCPN, εr = 1636, Kp = 0,64. Autoři se domnívají, že PCN a PZT tvoří pevný roztok, ve kterém počáteční tavení CuO přispívá k dopingové modifikaci Nb5 + a vytvořená kapalná fáze současně snižuje teplotu slinování. Čekalo se na případ, kdy je MnO2 dopován PZT-PZN. Když je množství dotování MnO2 0,4 % hmotn., může být keramika PZT-PZN zcela zhutněna po slinování při 930 °C po dobu 4 hodin. Nejlepší dostupné elektrické vlastnosti jsou Qm = 1000, Kp = 0,62, d33 = 330 pCPN. Mechanismus je následující PZT tvoří pevný roztok s PZN, který snižuje slinovací teplotu a zlepšuje elektrické vlastnosti piezokeramiky. Přidáním MnO2 hraje roli zahušťování a spékání, čímž se materiál stává hustším a snadněji se slinuje a zlepšuje hodnotu Qm materiálu. Dále pevným roztokem schopným vytvořit pevný roztok s keramikou PZT je BaCu0. 5W0. 5 O3 (BCW) , NaNbO3 [20 ], Sr (Cu1P2 W1P2 ) O3, BiFeO3 (BF) a podobně. Tyto přísady nejen snižují teplotu slinování, ale také udržují a zlepšují jejich výkonnost, což má velký význam pro úsporu energie a snížení znečištění životního prostředí.
Obecně platí, že nesprávné snížení teploty slinování Materiál piezokeramické trubice měniče má za následek snížení výkonu. Proto, i když je teplota značně snížena, lze zajistit hustotu a dobrý výkon keramického tělesa pro dosažení nízkoteplotního slinování piezoelektrického keramického materiálu. Nízkoteplotního slinování se samozřejmě nedosahuje pouze jednou cestou, ale vyžaduje kombinaci různých metod, koordinaci a dlouhodobé doplňování k dosažení nejlepších výsledků. Díky jednoduchému procesu slinování v kapalné fázi, nízké ceně a dobrému výkonu piezokeramiky při nižších teplotách se stala žhavým výzkumným tématem doma i v zahraničí a má široké vyhlídky na uplatnění v průmyslové výrobě. V současné době, aby se snížily náklady na přípravu vícevrstvých piezokeramických čipových zařízení a realizoval se účel použití společně vypalovaných vnitřních elektrod ze stříbra a mědi jako čipových zařízení, je zvláště důležité studovat technologii nízkoteplotního slinování piezoelektrické keramiky PZT.
Hubei Hannas Tech Co., Ltd je profesionální výrobce piezoelektrické keramiky a ultrazvukových měničů, který se věnuje ultrazvukové technologii a průmyslovým aplikacím.
