مشکلات پودر سرامیک پیزوالکتریک PZT (2)

بازدید: 18 نویسنده: ویرایشگر سایت زمان انتشار: 1397/10/23 منبع: سایت

پرس و جو کنید

اولین مورد جداسازی فرآیند هسته‌زایی و رشد است که باعث تقویت هسته‌زایی و کنترل رشد می‌شود تا اطمینان حاصل شود که سرعت هسته‌زایی بیشتر از سرعت رشد است، یعنی اطمینان از اینکه مواد PZT پیش ماده پودر سرامیک پیزو تحت درجه زیادی از فوق خنک کننده یا فوق اشباع بالا تشکیل می شود. دوم، جلوگیری از تجمع پودر PZT شامل نحوه مهار تجمع در طول آماده سازی پودر است. 1. انتخاب شرایط واکنش معقول (مانند pH، غلظت واکنش و دما؛ 2. سنتز پودر، فرآیند خشک کردن و درمان ویژه، از جمله کشش سطحی کم در طول سنتز پودر، به طوری که پودر فشرده با تجمع کمتری به دست آید؛ فرآیندهای خشک کردن ویژه در فرآیند خشک کردن استفاده می شود، عمدتاً خشک کردن انجمادی، خشک کردن با گاز فوق بحرانی و غیره. به عنوان مثال، لیوفیلیزاسیون استفاده از دمای پایین و فشار منفی برای تصعید محیط مایع خام منجمد شده به فاز جامد تحت فشار منفی است، زیرا ذرات فاز جامد در محیط مایع خام منجمد می‌شوند، و هیچ مشکل جدی بین گاز-مایع با کشش سطحی بزرگ وجود ندارد. پل مایع

با انتخاب بهترین شرایط کلسیناسیون یا فرآیندهای خاص، مانند استفاده از گرمایش مایکروویو بدون انتقال حرارت، راندمان انرژی بالا و سایر ویژگی‌ها برای جایگزینی کوره الکتریکی سنتی با دمای بالا، یک بدنه داغ PZT تک جزیی در دمای 600 درجه سانتی‌گراد به دست آمد. روش های مبدل عنصر پیزوالکتریک برای از بین بردن تراکم بعد از تشکیل گروه عبارتند از: رسوب یا ته نشینی، سنگ زنی و درمان و پخش کننده اولتراسونیک و موارد مشابه. به عنوان مثال، وانگ شیچنگ از آلکوکسیدهای فلزی و نیترات ها به عنوان مواد خام برای کنترل دقیق شرایط رسوب همزمان، شستشو و پراکندگی استفاده می کند. با استفاده از فناوری خشک کردن انجمادی و فرآیند کلسینه کردن معقول، اجزای آن همگن بوده و هیچ آگلومره سختی ندارند. تک فاز پروسکایت، فعالیت پخت بالا پودر ریز PZT 52 در اندازه میکرون. با استفاده از فناوری پرس ایزواستاتیک سرد (CIP)، تف جوشی متراکم را می توان در دمای 800 درجه سانتی گراد به دست آورد و چگالی نسبی آن به 98٪ می رسد.

تأثیر بر کیفیت PZT محصولات المان دیسک پیزوالکتریک عمدتاً شامل دو جنبه است: اول، تبخیر سرب در طی فرآیند پخت سرامیک های پیزوالکتریک PZT باعث می شود که اجزا از استوکیومتری دقیق منحرف شوند تا عملکرد محصولات کاهش یابد. از سوی دیگر، به Zr/Ti در اجزا اشاره دارد. نوسانات بر ثبات عملکرد محصول PZT تأثیر می گذارد. تبخیر سرب به طور کلی به دلیل دمای پخت بالاتر سرامیک PZT در نظر گرفته می شود، اکسید سرب دارای فشار بخار اشباع نسبتاً بالایی در محیط دمای بالا تبخیر سرب است، فشار بخار اشباع شده بالاتر است. هر چه سرب راحت‌تر تبخیر شود، و با افزایش Zr/Ti، دمای تف جوشی سرامیک‌های پیزوالکتریک PZT افزایش می‌یابد، فشار بخار اشباع اکسید سرب به تدریج افزایش می‌یابد، و اتلاف سرب جدی‌تر می‌شود، بنابراین PZT با سرامیک‌های پیزوالکتریک Zr/Ti بالا، زینترینگ سرامیک‌های پیزوالکتریک PZT دشوارتر است، می‌تواند باعث زینتر شدن سرب در فشار بسیار کم شود. مواد PZT تهیه شده با روش سنتی فاز جامد دارای فعالیت تف جوشی پایینی است. دمای تف جوشی به طور کلی حدود 1200 درجه سانتیگراد است که به راحتی باعث تبخیر مقدار زیادی سرب می شود و عملکرد محصول بالا نیست. بنابراین، محصول PZT با استفاده از روش فاز جامد تهیه می شود، برای برآوردن الزامات عملکرد دشوار است. در حال حاضر اقدامات اصلی محققان مواد در داخل و خارج از کشور برای تبخیر سرب به شرح زیر است: ابتدا سرب بیش از حد به سنتز پودر اضافه می شود. در مرحله اولیه پخت به دلیل تشکیل فاز مایع است که می تواند سطح تماس واکنش دهنده ها را افزایش دهد، سرعت انتشار زیرکونیوم، تیتانیوم و مواد ناخالص را افزایش می دهد، یکنواختی محصول را بهبود می بخشد. فاز مایع تشکیل دهنده همچنین می تواند انحلال و رسوب را تسریع کند. حرکت انتشار چینش و بسته بندی ذرات را تسهیل می کند. که تراکم محصول را تسریع می کند. اما وقتی مقدار سرب اضافه شده بیش از حد باشد، سرب بیش از حد روی مرز دانه از یک طرف رسوب می کند که باعث کاهش عملکرد محصول می شود. از طرفی به راحتی باعث غلظت موضعی تیتانیوم در بدن می شود دیسک های پیزو جزء کریستالی بیش از حد بالا است که به دلیل حلالیت TiO2 در اکسید سرب فاز مایع است. بزرگتر از حلالیت ZrO2 است، بنابراین باعث می شود که محتوای تیتانیوم موضعی محصول PZT پس از پخت، به ویژه در مرز دانه بالا باشد، در نتیجه بر یکنواختی ریزساختار و کاهش عملکرد محصول تأثیر می گذارد. افزودن سرب اضافی نیز بر خواص مکانیکی اجزای سرامیکی پیزوالکتریک PZT تأثیر می‌گذارد: زمانی که محصول دارای سرب بیش از حد باشد، حالت شکست شکستگی فراگرانول است. کمبود سرب شکستگی مرز دانه است.

دوم، در فرآیند پخت محصول، با توجه به مکانیسم تبخیر سرب، یک سیستم پخت معقول و اقدامات ویژه اتخاذ می شود. به طور گسترده ای برای افزودن ورق اتمسفر تف جوشی و زینترینگ با استفاده از تکنیک بیسموت دولایه و کنترل اتمسفر زینترینگ به عنوان یک جو اکسید کننده استفاده می شود. این امر باعث کاهش تبخیر سرب و جلوگیری از سیاه شدن محصول می شود. در یک فضای کاهش‌دهنده، Ti4+ به راحتی توسط Ti3+ اصلی سیاه می‌شود.

سوم این است که مقدار مناسبی از مواد ناخالص اضافه کنید. دوپینگ از یک طرف تبخیر سرب را کاهش می دهد و از طرف دیگر عملکرد محصولات PZT را بهبود می بخشد. چهارم مطالعه بیشتر سنتز پودر PZT با فعالیت بالا است، به طوری که سرامیک های پیزوالکتریک PZT می توانند در دمایی کمتر از محدوده دمای تبخیر سرب به چگالش و تف جوشی دست یابند. علاوه بر این، مکانیسم تبخیر سرب باید بیشتر مورد مطالعه قرار گیرد.