سرامیک های پیزوالکتریک سرب دار مبتنی بر PZT

                            سرامیک های پیزوالکتریک سرب دار مبتنی بر PZT

اگرچه سرب مبتنی بر PZT سرامیک های پیزوالکتریک در کاربردهای پیزوالکتریک غالب است. با این حال، سرامیک های پیزوالکتریک مبتنی بر PZT مواد PZT هستند که برای بدن انسان و محیط زیست مضر هستند. در میان آنها PbO سمی است لوله پیزوالکتریک آکوستیک به راحتی در حین پردازش و تف جوشی تبخیر می شود و به بدن انسان و محیط زیست آسیب می رساند. بنابراین، جستجو برای یک ماده سرامیکی پیزوالکتریک که قابل مقایسه با سرامیک PZT باشد و سرب نداشته باشد. لوله شعاعی پیزوالکتریک به یک نیاز فوری در زمینه مواد الکترونیکی تبدیل شده است. در حال حاضر، تحقیقات در داخل و خارج از کشور عمدتاً بر دو دسته اصلی متمرکز است: سرامیک‌های پیزوالکتریک (Bi2O2) و سرامیک‌های پیزوالکتریک بدون سرب با ساختار پروسکایت. سرامیک های پیزوالکتریک دولایه (BLSF) لایه های پروسکایت و (Bi2O2) به طور متناوب چیده شده اند، و ساختار لایه لایه ویژه محرک لوله پیزوالکتریک آنها مشخصه های زیر را تعیین می کند: ثابت دی الکتریک پایین، دمای کوری بالا، ضریب جفت الکترومکانیکی بالا، ناهمسانگردی آشکار، ناهمسانگردی مجدد، استحکام بازنگری کم، ناهمسانگردی زیاد، استحکام مجدد کم، ناهمسانگردی زیاد. دمای پخت و غیره. این ویژگی ها تعیین می کند که مبدل حلقه پیزوالکتریک مخصوصاً برای کاربردهای دمای بالا و فرکانس بالا مناسب است، بنابراین مشکل سرامیک های پیزوالکتریک PZT ناپایدار تحت رزونانس توان بالا را حل می کند. با این حال، سرامیک های پیزوالکتریک لایه ای معایب خاص خود را دارند: یکی این که میدان اجباری (Ec) سنسور تراکم پیزوالکتریک بسیار زیاد است، که برای قطبش مساعد نیست. مورد دیگر این است که فعالیت پیزوالکتریک کم و مقاومت کم است. به منظور غلبه بر این دو نقص، قطبش در دمای بالا عمدتا استفاده می شود زیرا میدان اجباری با افزایش دما کاهش می یابد. اصلاح دوپینگ . در حال حاضر تحقیقات در این زمینه بر اساس PZT است. Pz24 ساخته شده توسط Ferro Perm دانمارک با موفقیت در مبدل های پرقدرت استفاده شده است. مبدل اولتراسونیک دیگر با پیچ و مهره، APC-841 است که توسط پیزو سرامیک آمریکایی ساخته شده است که می تواند یک ترانسفورماتور پیزوالکتریک با توان خروجی بالای 30 وات تولید کند. برای دستگاه های تراشه چند لایه، ما امیدواریم که سرامیک های پیزوالکتریک دارای گذردهی نسبی بالا (ε) در تف جوشی در دمای پایین و تلفات دی الکتریک کم رنگ د.