1 domænebevægelse I Pb (Zr0. 52Ti0. 48)O3 PZT materiale piezoelektrisk keramisk sammensætning, tilsætning af oxider såsom La2O3, Nb2O5, ThO2 og WO3 reducerer Qm værdien. For at forklare Qm-reduktionen foreslog den følgende mekanisme. Når udskiftning af Pb2+, Ti4+, Zr4+ i PZT-keramik med en metalion har en højere valens end Pb2+ eller Ti4+ eller Zr4+ såsom La3+, Nb5+, W6+ osv., for at opretholde gitterkraftegenskaberne, genereres Pb-vacatures i piezo. Disse Pb-tomgange reducerer den interne spænding, der hindrer domænets rotation, så domænet bliver let at flytte, den indre friktion øges, det dielektriske tab øges, og Qm-værdien falder. Det menes, at bevægelsen af domænevæggen forårsager, at Qm-værdien reduceres. Derudover ved formlen udledt af Yamauchi og Takahashi, at Q-1m-værdien er proportional med det dielektriske tab. En af årsagerne til dielektrisk tab er energiforbruget forårsaget af domænevæggens vibrationshysterese under påvirkning af det vekslende elektriske felt. Derfor forårsager hysteresen af domænevægsvibrationen tab af mediet, hvilket får Qm-værdien til at falde. I det lav-Qm-doterede modificerede piezoelektriske keramiske materiale svarer vanskeligheden ved domænevægsbevægelse direkte til Qm-værdien.
2 Rumopladning
Når Pb2+, Ti4+, Zr4+ i PZT piezokeramik erstattes af metalioner med en lavere valens end Pb2+ eller Ti4+ og Zr4+ såsom K+, Na +, Cr3+, Fe3+, stiger Qm-værdien bemærkelsesværdigt. Dette kan forklares med virkningen af rumladning på domænet. Ren PZT piezoelektrisk keramik udviser hul-type ledning på grund af ledige blypladser, mens positive-lavvalente metalion-additiver fungerer som acceptorer i kroppen. Tilsætningen af en billig metalion øger i høj grad det negative center- og bærehuller i det piezokeramiske legeme, det vil sige genererer en stor mængde rumladning. For at eliminere det elektriske felt, der genereres af den diskontinuerlige ændring af domænevæggen, er den negativt ladede rumladning koncentreret i domænet. Den positive terminal og den positivt ladede rumladning er koncentreret i den negative ende af domænevæggen og danner et rumladningsfelt (Eq), der er det samme som domænets polarisationsretning. Når et eksternt elektrisk felt påføres for at dreje domænet, overvinder det ikke kun den spontane polarisering af det oprindelige domæne, og overvinder også rumladningsfeltet Eq. Det vil sige, at effekten af rumladning undertrykker domænets bevægelse, hvorved den indre friktion reduceres og Qm-værdien øges. For at estimere tilstedeværelsen i det keramiske .Mængden af rumladning indført en kan observere Definitionen er parameteren for mængden af rumladning (Ps - Pi) / Ps for at karakterisere mængden af rumladning. Værdien af ( Ps - Pi ) / Ps varierer med typen og mængden af urenheder. For billige metaladditiver (hårdt additiv) øges mængden af pladsladning i takt med at mængden af doping stiger, mens mængden af pladsladning for dyre additiver (bløde additiver) er lille og næsten umulig at måle. Derfor er trykket af høj Qm-værdi I elektrisk keramik er ændringen af Qm-værdien relateret til rumladning. Når temperaturen stiger, migrerer rumladningen i piezo keramiske krystaller , som reducerer akkumulering af rumladning, fremmer bevægelsen af domænevæggen og reducerer Qm-værdien. Til tilføjelse af bløde materialer, på grund af keramik, er mængden af rumladning, der genereres i kroppen, lille, og temperaturændringen får migrationen af rumladning til at være lille. Derfor er temperaturstabiliteten af Qm generelt højere end for hårdt additiv.
3 Kropsmodstand Til bløde additivmodificerede materialer
volumenmodstanden er 1 til 2 størrelsesordener højere end for det hårde additivmodificerede materiale, fordi en lille mængde doteringsmiddel giver overskydende elektroner. Den oprindelige hulrekombination reducerer koncentrationen af elektronhuller i det piezokeramiske legeme og øger derved volumenmodstanden. Den høje volumenresistivitet er fordelagtig til at øge polariseringens elektriske feltstyrke af det piezoelektriske keramik, og domæneorienteringsbevægelsen er mere tilstrækkelig, hvilket resulterer i, at det dielektriske tab øges, og Qm-værdien falder. For hårde additiv-doterede materialer er stigningen i rumladning og bulkmodstand ledsaget af en stigning Qm. Jo lavere temperatur, jo større er materialets bulk-resistivitet. Det er vanskeligt at migrere rumladningen, domænebevægelsen undertrykkes, og Qm-værdien formindskes. Når forholdet mellem volumenresistiviteten og Qm-værdien er kvantitativt karakteriseret, som beskrevet ovenfor, er Qm-værdien blevet udtrykt som en funktion af rumladningsmængden og volumenresistiviteten.
4 Kornstørrelse Stor kornstørrelse under polariseringsprocessen,
klemspændingen, der genereres ved korngrænsen, er lille, materialet er let at polarisere, den indre friktion reduceres, og Qm-værdien øges. Men hvis kornstørrelsen er for stor, vil kornspalten blive forårsaget. Øget kompakthed, som påvirker piezoelektrisk ydeevne; korn er for lille, korngrænsen har en stærk klemeffekt på domænet, hvilket gør domænets styrebevægelse vanskelig, hvilket reducerer den piezoelektriske ydeevne. Derfor skal kornstørrelsen være moderat. Undersøgelsen af CeO2-doteret Pb (Mn1/ 3Sb2/ 3)2PbTiZrO3 ternær piezoelektrisk keramik viser, at efter tilsætning af CeO2 er keramikken tæt, og kornene er moderate, hvilket forbedrer mikrostrukturen af piezokeramikken. Et stående bølge ultralydsmotormateriale med høj spænding og høj Qm-værdi blev opnået.
5 Gitter konstant undersøgelse Fasediagrammet af PZT-baseret piezoelektriske disktransducermaterialer kan konstateres, at justering af Zr/Ti-forholdet og den tredje eller fjerde komponent vil forårsage ændringer i gitterparametre; desuden kommer dopingioner ind i gitteret, krystal Gitterparameteren ændres også. Hvis krystalakseforholdet stiger c/a, på tidspunktet for polarisering, er den spontane polarisering Ps af nogle strukturer vanskelig at rotere, hvilket resulterer i et fald i piezoelektrisk ydeevne; og faldet i piezokrystalakseforholdet c/a gør Ps. Vendningen er let, hvilket resulterer i en stigning i intern friktion og et fald i Qm. Derfor, for binære eller multi-element blybaserede piezoelektriske keramiske materialer, påvirker gitterparametrene også Qm-værdien.
6 Vibrationstilstand Qm-værdien afspejler graden af mekanisk tab forårsaget af den interne friktion af den piezoelektriske vibrator under resonans. Qm-værdien er naturligvis relateret til vibrationstilstanden. Den bruger det PMN2PZT piezoelektriske keramiske materiale til at fremstille den piezoelektriske vibrator. Når Qm-værdien og temperaturen for gyroskopets firdobbelte vibrator og den cylindriske vibrator er relateret til temperaturen, viser det sig, at Qm-kurven for den cylindriske vibrator er cirka 30 °C lavere end den tetragonale vibrator, hvilket betyder den tetragonale vibration. Qm-værdien på ca. 0°C svarer til Qm-værdien af den cylindriske vibrator på -30 til 80°C. Derfor kan justering af Qm-værdien studeres ikke kun ved valget af materialesammensætning, men også ved at ændre vibrationstilstanden.
Hubei Hannas Tech Co., Ltd er en professionel producent af piezoelektrisk keramik og ultralydstransducer, dedikeret til ultralydsteknologi og industrielle applikationer.
