Indflydelse af mikrostruktur og piezoelektriske egenskaber af PZT-materialer

Temperaturen af ​​blyoxidfordampningen hydrotermisk syntetiseret PZT piezokeramisk pulver er 944,71°C, og reaktionstemperaturen mellem partiklerne er 811,26°C; reaktionstemperaturen mellem de syntetiske PZT-pulverpartikler i fast fase er 1243,47°C, og fordampningstemperaturen for blyoxid er 1212,29°C; Den laveste eutektiske temperatur i PZT-systemet er 838°C. Det kan ses, at rimelige procesforanstaltninger skal træffes i henhold til blyets fordampningsmekanisme, og fremstillingsmetoden for PZT-pulver er at reducere blyfordampning og forbedre ydeevnen af ​​PZT-produkter. Undersøgelser har vist, at Zr/Ti er tæt forbundet med ydeevnen af ​​PZT-produkter. I øjeblikket, til undersøgelse af PZT-materialer, er Zr/Ti hovedsageligt koncentreret i materialeområdet. Imidlertid, Pzt piezoelektriske diske er udelukkende afhængige af forskellige Zr/Ti for at forbedre ydeevnen af ​​PZT-produkter kan ikke opfylde kravene til PZT-produkter inden for samme område. Det er også nødvendigt at forbedre produktets ydeevne ved at vælge en passende mængde dopingmidler på basis af Zr/Ti. Samtidig reduceres indflydelsen af ​​udsvinget af Zr/Ti på ydeevnestabiliteten af ​​PZT-produkter.

Additivet kan være gensidigt opløseligt i hovedkrystalgitteret og kan udfældes i korngrænsen i form af den anden fase. Når den gensidige opløsning er opløst, udfældes den anden fase i korngrænsen, hvilket påvirker bindingskraften mellem kornene eller korngrænseydelsen. De vigtigste virkninger af doping omfatter dannelse af ledige stillinger og hæmning af kornvækst, det er dannelse af væskefase og udvidelse af sintringstemperaturen piezoelektrisk rørformet transducer . Samtidig kan det i henhold til dopantens rolle i PZT piezoelektriske keramik opdeles i tre typer. acceptordoping og variabel ionisk er sammensat doping. I dopingmodifikationsundersøgelsen af ​​PZT piezoelektrisk keramik er La3+, Mn2+ og Nb5+ blevet undersøgt i store mængder, som undersøgte effekten af ​​dopet Nb2O5 på fremstillingen af ​​PZT65/35 materiale ved fastfasemetoden. Det viste sig, at tilsætningen af ​​niob væsentligt fremmede fortætning og inhibering af kornvækst; med stigning af niobiumindhold og niobiumindhold. Forstærkningen af ​​overfladelegemets elektrostatiske virkning gør opløselighedsgrænsen i PZT-materialet omkring 7 %. Når mængden er mindre end 7 ml%, er yttrium- og perovskitkrystalgitteret fuldstændigt gensidigt opløselige. På dette tidspunkt er produktet fuldstændig en perovskitfase, der viser donoren. når mængden er mere end 7 ml%, vil overskydende ruthenium reagere med bly eller titanium, hvilket resulterer i produktionen af ​​en anden fase, såsom en fluoritfase, som sænker de dielektriske egenskaber og piezoelektriciteten.

Effekterne af mangan-doping på mikrostrukturen og piezoelektriske egenskaber af PZT-materialer blev undersøgt. Valenstilstanden for mangan i PZT-materialer blev bestemt. Resultaterne viser, at mangan hovedsageligt findes i Mn2+ og Mn3+ i PZT-materialer. I PZT keramik. 'opløseligheden' er omkring 1,5 mol%. Når manganindholdet er mindre end 0,5 mol%, vil Mn fortrinsvis komme ind i (Zr, Ti) positionen i krystalgitteret ved hjælp af Mn2+ og Mn3+. Mangan-dopingmaterialet udviser også i dette koncentrationsområde. Piezoelektrisk aktivitet af 'bløde' og 'hårde' materialer har forskellige typer dopingstoffer, forskningsfokus er på at forbedre produktets egenskaber ved at finde den rette mængde tilsætning for at gøre det fuldstændigt opløseligt i PZT polariserede piezo-transducere . Derudover er den nuværende doping af modifikationsforskning dopingobjekter hovedsagelig fokuseret på fastfasemetoden til at forberede PZT-materialer, og doping med oxidfastfaseform, det er vanskeligt at sikre ensartetheden af ​​komponenter og nøjagtig støkiometri, hvordan man opnår fasedoping vil være en af ​​de fremtidige forskningsretninger for PZT piezoelektrisk keramik.