شرایط پخت سرامیک های پیزوالکتریک (2)

 تاثیر دمای قبل از پخت. هنگامی که دمای کلسینه از کریستال های سرامیکی پیزو کم است، اندازه ذرات خوب است اما تفاوت کم است، تجمع در بدنه سبز تنگ نیست و نقاط تماس زیاد نیست، که نامطلوب است. هنگامی که دمای کلسیناسیون بالا است، اندازه ذرات درشت، فعالیت ضعیف و قدرت تف جوشی کم است. علاوه بر این، دمای کلسینه نامناسب باعث افزایش اکسید آزاد ماده سرامیکی می شود که باعث تبخیر مقدار زیادی PbO و در نتیجه افزایش دمای تف جوشی می شود. فقط با دمای مناسب قبل از پخت، مواد چینی دارای توزیع اندازه ذرات فعال و گسترده است و دارای نقاط تماس رسوبی و چگالی بالا پس از تف جوشی است. بنابراین، انتخاب دمای پیش از پخت صحیح یک عامل کلیدی در دستیابی به پخت خوب است. (5) تأثیر خواص چینی و چگالی قالب گیری این است که پرسلن ریز آسیاب شده دارای اندازه دانه ریز، فعالیت زیاد و قدرت تف جوشی زیاد است. اندازه ذرات ستون پیزوالکتریک سرامیک پیزوالکتریک عریض است و قسمت های متراکم در بلنک های تشکیل شده کمتر و قسمت های بلانک تا حد امکان می باشد. چگالی یکنواخت برای بهبود چگالی یون و یکنواختی چگالی سرامیکی در حین تف جوشی مفید است.

 اثر شرایط پخت. درجه کمال تف جوشی فاز جامد عمدتاً به دمای تف جوشی و زمان نگهداری در شرایط پخت بستگی دارد. افزایش دمای تف جوشی باعث افزایش ظرفیت انتشار یون و تسریع فرآیند پخت می شود. با این حال، اگر دما بیش از حد بالا باشد، تغییر شکل پیوند قطعات پیزو سرامیکی، رشد دانه‌های ثانویه کاهش چگالی، از دست دادن سرب و تخریب عملکرد وجود خواهد داشت. اگر دما خیلی پایین باشد، پدیده تخلخل زیاد، چگالی کم و خواص الکتریکی ضعیف وجود خواهد داشت. زمان نگهداری یک شرط مهم برای اطمینان از اینکه دمای هر قسمت از سیلندر سرامیک پیزوالکتریک PZT در طول فرآیند پخت یکنواخت است و کریستال به یک سرامیک متراکم می شود. طول زمان نگهداری تاثیر خاصی بر اندازه و یکنواختی دانه دارد. (7) اثر جو تف جوشی.

جو تف جوشی از دیسک سرامیکی Pzt به فضایی در کوره و داخل بوته در طی فرآیند پخت اطلاق می شود. جو کلی به سه نوع اکسیداسیون، کاهش و خنثی تقسیم می شود. نقش آن تشکیل یک محیط تف جوشی محافظ برای کنترل واکنش فاز جامد و تشکیل ساختار بافت مورد نظر است. به طور کلی، جزء سرامیکی مبتنی بر PZT باید در یک اتمسفر اکسید کننده پخته شود زیرا جو احیا کننده اکسید فلز را فلز کرده و یون ظرفیت را کاهش می دهد، در نتیجه مقاومت عایق عضو سرامیکی را کاهش می دهد، tg δ را افزایش می دهد و عملکرد را بدتر می کند. تف جوشی در هوا برای تشکیل یک اتمسفر اکسید کننده انجام می شود. یک کوره با دمای بالا که در آن یک میله کربن سیلیکونی به عنوان عنصر گرمایش استفاده می شود، معمولاً یک جو اکسید کننده ضعیف است. تف جوشی تحت شرایط ترکیبی این دو اساساً تضمین می کند که چینی سیلندرهای پیزو پودر بالا کاهش نمی یابد. اکسیدهای La2O3، Bi2O3، Nb2O5، Ta2O3، Sb2O3 و سایر اکسیدها به فرمولاسیون اضافه می شوند. در زمان پخت باید به مشکل اکسیژن ناکافی توجه شود. پس از سوختن، خواص پیزوالکتریک محصولات پس از سوختن به طور قابل توجهی بهبود می یابد. قطعات پلاستیکی به مدت طولانی در هوا با رطوبت بالا ذخیره می شوند و یون های کربنات، نیترات، کلرید یا هیدروکسید را جذب می کنند که برای تماس ذرات سرامیکی مناسب نیست و مانع از پخت می شود. بنابراین شرایط نگهداری و زمان بلنک پلاستیکی باید کنترل شود.

اثر تبخیر PbO از پیزوسرامیک PZT نرم در تف جوشی به این صورت است که نسبت PbO در سرامیک های PZT زیاد است و نقطه ذوب PbO پایین است که در هنگام تف جوشی فرار است، به خصوص برای فرمول Zr/Ti بالا. فشار بخار PbO افزایش یافته و تبخیر جدی تر است. تبخیر PbO از نسبت استوکیومتری منحرف می‌شود، مشکل تف جوشی در پرسلن را افزایش می‌دهد و به خواص مواد طرح دست نمی‌یابد.