Language
Visninger: 11 Forfatter: Webstedsredaktør Publiceringstidspunkt: 2019-09-04 Oprindelse: websted
Produktion og forskning af piezoelektriske keramiske materialer til højeffekt piezoelektriske transformere I forskningen i piezoelektriske keramiske materialer er Kinas forskning relativt tilbagestående. Ifølge statistikker var der i de seks år af 1997-2002, blandt de mere end 60 patenter, der er offentliggjort i Kina for piezoelektrisk keramik og deres anvendelser, omkring 50 ansøgninger, hvoraf kun udgjorde næsten 80 af dem. Der er 2 genstande i Korea, og der er kun 4 genstande i Kina, hvoraf kun den ene forventes at blive anvendt på transformatorer. I de seneste år, selvom ingen andre udenlandske virksomheder har indsendt patenter på forskning og anvendelse af piezoelektriske keramiske materialer i Kina, kan de bruges til at fremstille PZT-baseret piezoelektrisk keramik til højeffekt piezoelektriske keramiske transformere. Den kan bruges til at fremstille piezoelektriske transformere med udgangseffekt over 30W. Det er med succes blevet anvendt på lysstofrør til daglig brug. Ferroperms PZT-baserede Pz24 er også blevet anvendt med succes til højeffekttransducere. Selvom i vores land har nogle forskningsinstitutter brugt piezoelektriske materialer baseret på NEC-materialer til at forberede piezoelektriske transformere med udgangseffekt under lav (men situationen for piezoelektrisk keramisk forskning og anvendelse er stadig ikke optimistisk.
Da flerlags piezoelektriske keramiske transformere er nemme at opnå miniaturisering og høj effekt, anvender nogle forskere i ind- og udland ofte flerlagsstrukturen i forskningen af piezoelektriske transformere. Den enkleste Rosen-type flerlags piezoelektriske keramiske transformatorstruktur kan betragtes som den sammensatte og forenklede proces i en tykkelsesretning af en flerhed af piezoelektriske keramiske transformatorer af Rosen-typen i ét stykke. Indgangsenden er skiftevis lamineret og brændt af en piezoelektrisk keramisk skive og et elektrodemateriale, hvilket uundgåeligt involverer et samfyringsproblem mellem det piezokeramiske materiale og elektrodematerialet. På nuværende tidspunkt har mange PZT piezo-keramiske materialer til piezoelektriske transformere et problem med for høj temperatur (> 11000C) i produktionen af flerlags piezoelektriske keramiske transformere, det er nødvendigt at bruge en højere andel af elektrodematerialer, der indeholder ædelmetaller. I produktionen af piezoelektriske transformere, omkostningerne ved elektrodematerialer for omkring 2/3 af de samlede omkostninger. Derfor, for at reducere produktionsomkostningerne, er det piezoelektriske materiale i den piezoelektriske transformer bydende nødvendigt, men antioxidationsydelsen af basismetallet under høj temperatur er ekstremt dårlig. På grund af processens enkelhed og økonomi bruger de fleste producenter af piezoelektriske enheder i Kina i øjeblikket sintring med oxiderende atmosfære under produktionen. Når sintringstemperaturen er over 1100°C, oxideres basismetallet som Ni let, hvilket øger kontaktmodstanden mellem elektroden og det keramiske materiale og har en stor negativ indflydelse på enheden. I den nuværende situation er der to måder at 'rutheniummetallisering' af piezoelektriske enhedselektroder på: For det første, under den betingelse, at enhedens ydeevne ikke påvirkes, er sintringstemperaturen af det anvendte piezokeramiske materiale reduceret passende, hvilket reducerer den nuværende indenlandske . Mængden af ædelmetal piezokeramisk bruges i det udbredte sølvelektrodemateriale; den anden er den grundige 'rutheniummetallisering', som er sintret i en reducerende atmosfære. Realiseringen af den anden måde for Kinas nuværende elektroniske piezo keramik produktion, vanskeligheden er meget stor. Fordi de fleste af Kinas nuværende elektroniske keramik produktionsanlæg, brugen af step-type ovn oxiderende atmosfære. At opnå en reduktiv sintring betyder en væsentlig udskiftning af det originale udstyr, hvilket naturligvis er uudholdeligt for den elektroniske piezo-keramikproduktion i Kina, som har en sen start. Derfor er opnåelse af lavkvalitetsforbrænding en af forskningsretningerne for piezoelektriske transformatormaterialer med høj effekt. En sådan ydeevne af de eksisterende blyfri materialer er ikke tilfredsstillende. Selvom inden for piezoelektrisk forskning er brugen af blyfri materialer til at erstatte eksisterende PT- eller PZT-materialer den fremtidige trend, og det er vanskeligt at opnå på kort sigt på grund af de eksisterende videnskabelige og teknologiske forhold. Samtidig er Qm og Kp af rene PZT-materialer et par gensidigt begrænsende faktorer, den ene høj og den anden skal være lav. På forskningsområdet for piezoelektriske materialer med høj effekt er forskernes øjne derfor for det meste koncentreret om blylanthanmanat (PMS), blynimanat (PMN), blyzinkniobat (PZN) og andre komponenter og PZT. Forskning i ternære, kvaternære eller multivariate systemer. Fra ovenstående eksempler kan det ses, at piezoelektrisk keramik med høj effekt har følgende egenskaber med hensyn til sammensætning: Hovedkomponenterne i piezoelektrisk keramik med høj effekt er hovedsageligt PZT, og Zr/Ti-forholdet er nær quasi-homofase-grænsen. Dette skyldes hovedsageligt eksistensen af en kvasi-homofase grænse mellem det afslappede ferroelektriske kompleks og PZT piezo. På grund af eksistensen af den quasi-homogene fasegrænse er der et stort justeringsrum for valg og udformning af materialesammensætning og ydeevne. De nye forskningsresultater om den kvasi-homofase-grænse viser også, at C20-221: der eksisterer en monoklin ferroelektrisk fase ved den kvasi-homofase-grænse, og den monokline ferroelektriske fases polære akse kan være mellem dem. I en hvilken som helst retning, så i materialet af sammensætningen nær den kvasi-homofase-grænse, er afbøjningen af domænet under polarisering lettere, og de piezoelektriske egenskaber af materialet nær den kvasi-homofase-grænsen er optimale. Da curie-temperaturen af det afslappede ferroelektriske materiale er relativt lavt, såsom: Pb (Z n, /3Nb2/3), er dets Tc = 1400C, så for at sikre, at materialet har en højere Tc-temperatur, er PZT-indholdet i disse systemer højere.
Gennem ovenstående analyse er følgende principper tilgængelige for udvælgelse og design af materialer til højeffekt piezoelektriske keramiske transformere:
