شرایط پخت سرامیک های پیزوالکتریک

تعیین شرایط پخت:

برای تعیین شرایط پخت باید به رابطه بین دو جنبه توجه کنیم: یکی رابطه بین شرایط پخت و ریزساختار و خواص پرسلن است. دیگری رابطه بین شرایط پخت و شکل و اندازه قسمت خالی است. در ادامه شرحی از سرامیک پیزوالکتریک مواد PZT در دمای پخت، جزء سرامیکی مبتنی بر PZT است که عمدتاً به ترکیب شیمیایی فرمول بستگی دارد، اندازه دانه سرامیک، شکل و اندازه بدنه سبز، روش قالب‌گیری، نرخ گرمایش و زمان نگهداری است. بهترین پخت معمولاً با اندازه گیری انقباض، چگالی، ریزساختار و خواص الکتریکی اجزاء در دماهای پخت مختلف در طول پخت آزمایشی تعیین می شود. به طور کلی، سرامیک های پیزو با محدوده دمایی تف جوشی گسترده (30 درجه سانتیگراد) باید در حد بالایی دمای پخت پخت شوند، اما زمان نگهداری نباید خیلی طولانی باشد. محدوده دمای پخت باریک (±10 درجه سانتیگراد) برای چینی است. دمای حد پایین تر زینتر شده است. و زمان برگزاری را می توان به طور مناسب تمدید کرد. (2) نرخ گرمایش و زمان نگهداری: هنگامی که سرعت گرمایش سریع است (حدود 300 درجه سانتیگراد در ساعت)، دمای تف جوشی باید حد بالایی باشد، زمان نگهداری نباید تمدید شود. وقتی سرعت گرمایش آهسته است (حدود 200 درجه سانتیگراد در ساعت)، تف جوشی دما باید کمتر از حد پایین باشد و زمان نگهداری را می توان به طور مناسب افزایش داد. با توجه به این واقعیت که PbO در دماهای بالا فرار است، صفحات کوچک با شکل ساده سریع تر و کوتاه مدت هستند (≤1h). با این حال، برای اشکال بزرگ و پیچیده، دما باید کاهش یابد و زمان نگهداری باید افزایش یابد، و آب بندی و تف جوشی باید تلاش شود تا محصول به طور یکنواخت متخلخل شود و از هدر رفتن سرب جلوگیری شود. به طور کلی، ظروف کوچک و متوسط ​​را می توان با خنک کردن طبیعی در کوره خنک کرد. خالی های کوچک با شکل ساده، به منظور پالایش دانه، جلوگیری از کاهش سیاه شدن، که می تواند درب کوره را کمی باز کند و با هوا خنک شود.سرامیک های پیزوالکتریک حساس نیز روش خنک کننده هوا و خنک کننده سریع را اتخاذ می کنند و سپس خنک سازی طبیعی را با کوره زیر 850 درجه سانتیگراد انجام می دهند. قطعات بزرگ با اشکال پیچیده معمولاً برای خنک شدن با سرعت 100 درجه سانتیگراد در ساعت کنترل می شوند تا از ترک خوردن تغییر شکل جلوگیری شود.

(1) آماده سازی قبل از پخت:

1) بازرسی: 1 بدنه گرمایش کوره تف جوشی خوب یا بد، موقعیت ترموکوپل، تعادل جریان و ولتاژ، عملکرد عایق و سایر شرایط کوره. 2 قسمت نسوز متخلخل، مانند یکپارچگی مینا و پوشش، درجه جذب سرب، خوب یا بد صبر کنید.

2) نصب و تغذیه، کوره باید به آرامی و به آرامی فشار داده شود تا از انباشته شدن مواد خالی جلوگیری شود. 

برنامه تف جوشی را تنظیم کنید. با توجه به شرایط پخت مشخص شده توسط فرآیند، یک برنامه تف جوشی روی کنترل کننده دما تنظیم می شود و پخت توسط گرمایش الکتریکی انجام می شود.

(3) به طور منظم شرایط کار کوره تف جوشی را مشاهده، تنظیم و ثبت کنید، و به طور مکرر دما را بررسی، اندازه گیری و تصحیح کنید تا از انحراف دما نزدیک به دمای پخت و زمان نگهداری بهینه جلوگیری شود.

(4) پس از پایان حفظ گرما، خاموش کنید، به طور طبیعی خنک کنید یا با روش های خنک کننده دیگر خنک کنید. زیر 200 درجه سانتیگراد قابل پخت است.

قضاوت در مورد کیفیت پخت:

علاوه بر تعیین چگالی، خواص الکتریکی و ریزساختار، تولید سرامیک های پیزوالکتریک بیمورف پیزو سرامیک را می توان با قضاوت بصری ساده تر و مستقیم تر مورد قضاوت قرار داد. طبق این روش قضاوت، پرسلن با کیفیت تف جوشی ترجیحی باید دارای ویژگی های زیر باشد:

رنگ در دمای اتاق: یکنواخت و براق.

پدیده پیوند: قطعات چینی کمی به هم چسبیده اند، اما به راحتی جدا می شوند. 3 نرخ انقباض حدود 12%؛

انتشار جوهر: بدون نفوذ جوهر، بدون انتشار. 5 صدا: صدای فلزی واضح در هنگام ضربه وجود دارد. 6 استحکام مکانیکی: استحکام بالا، شکستن آسان نیست.

شرایط بخش: یکنواخت، متراکم، بدون منافذ، پوسته مانند پوسته، براق در همان کوره، چینی در بوته یکسان است، ویژگی های فوق اساساً یکسان است، تفاوت قابل توجهی وجود ندارد. عوامل اصلی موثر بر تف جوشی هستند. تأثیر مواد اولیه این است که مواد اولیه مختلف با مشخصات و درجه های مختلف حاوی انواع و مقادیر مختلف ناخالصی هستند. فعالیت های منشا و دسته های مختلف مبدل های اولتراسونیک پیزوالکتریک نیز متفاوت هستند و شرایط پخت نیز بر این اساس تغییر خواهد کرد. (2) تأثیر نسبت زیرکونیوم به تیتانیوم (Zr/Ti) با افزایش Zr/Ti باعث افزایش دمای تف جوشی می شود و زینتر کردن آن حتی دشوار است. (3) تأثیر مواد افزودنی. مواد افزودنی که بر پخت تأثیر می گذارند عمدتاً دارای دسته های زیر هستند:

1 افزودنی 'نرم' (مانند La3+، Nb5+، و غیره) که نقص‌های A-site را ایجاد می‌کند. برای انتشار یون، محدوده دمای تف جوشی افزایش می یابد و سرعت تف جوشی افزایش می یابد.

2 افزودنی 'سخت' که جای خالی O را تولید می کند (مانند Na+، Fe3+، Sc3+، و غیره). انقباض شبکه منجر به انتشار یون نمی شود و به سختی تف جوشی می شود.

3 جایگزینی معادل شعاع کوچک جایگزینی یون سایت A (مانند Sr2+ و غیره). بیت A شل می شود، شبکه برای تسهیل انتشار یون منحرف می شود و به راحتی تف جوشی می شود.

4 یک افزودنی فاز مایع (مانند SiO2، Bi2O3 و غیره) تشکیل می شود. در فاز مایع طولانی در بدن سبز، یون ها به راحتی پخش می شوند، که می تواند دمای تف جوشی را کاهش دهد. که می تواند افزودنی های جداسازی مرز دانه (مانند Fe3+، Al3+، Cr3+، Ni3+، و غیره) را محدود کند. بخشی از افزودنی در محلول جامد است دیسک های پیزو کریستال مبدل پیزوسرامیک برای اصلاح. یک قسمت بر روی مرز دانه متراکم می شود، رشد دانه را محدود می کند و در نتیجه ساختار میکروکریستالی با چگالی بالا ایجاد می کند، خواص الکترومکانیکی قطعه چینی را بهبود می بخشد، و به ویژه استحکام مکانیکی را بهبود می بخشد.