Language
Katselukerrat: 20 Tekijä: Site Editor Julkaisuaika: 2018-11-14 Alkuperä: Sivusto
Eri sovellusalueilla on erilaiset suorituskykyvaatimukset pietsosähköiset keraamiset materiaalit . 1 Perovskite pietsosähköinen keraaminen materiaali, kemiallinen kaava on ABO3, A on positiivinen ioni, jolla on suuri säde, joka voi olla +1, +2, +3; B on positiivinen ioni, jolla on pieni säde, joka voi olla +3, +4, +5, +6. Kolmen ionin A, B ja O ionisäde voi täyttää seuraavan suhteen muodostaen ABO3-rakenteen: RA+RO=t√2 (RB+RO, t on toleranssikerroin, yleensä voi muodostaa kalsiumia välillä 0,86 - 1,03. Titaanimalmin rakenne Tyypillinen formulaatio: (1) 0,99 LaaO43 +2O3iT0.3 0,01 MnO2, kalsinointilämpötila 850 °C, lämpösäilyvyys 2 tuntia, polttolämpötila 1240 °C, lämpösäilyvyys 1 tunti ε = 240, Kp = 0,096, Qm = 1050, Nt = 2120 (2) Korkeataajuus (30M)-porce-100MC. PbTiO3+1wt%MnO2+1wt%Pb3O4ε=150, Kp=0.40, Qm=800~1000, lämpötila ja aika Hyvä stabiilisuus 3PbTiO3+3.0wt%CeO2++0.3MnO2+2.53wt.,ε2105%,
(1) Zr:Ti:n muutoksen myötä Curie-piste muuttuu lähes lineaarisesti 235 °C:sta 490 °C:seen, ja Tc-viiva on kuutioinen paraelektrinen faasi, jossa ei ole pietsosähköistä vaikutusta.
(2) Zr: Lähellä Ti=53:47 on kvasihomogeeninen vaiheraja, titaanirikas puoli on tetragonaalinen ferrosähköinen vaihe FT; zirkoniumia sisältävä puoli on korkean lämpötilan trigonaalinen ferrosähköinen faasi FR, pietsosähköiset keraamiset muuntimet nousevat, ja tämä vaiheraja on zirkoniumirikas. Sivu on kalteva ja leikkaa Tc-viivan 360 °C:ssa (osoittaa, että Curie-lämpötila Tc on korkea lähellä vaiherajaa), ja yksikkökennoparametrit muuttuvat äkillisesti lähellä vaiherajaa. Tetragonaalisen ferrosähköisen vaiheen FT ja trigonaalisen ferrosähköisen vaiheen FR välillä on voimakas pietsosähköinen vaikutus lähellä vaiherajaa. Kp, ε:llä on maksimiarvo ja Qm:llä on hyvin pieni arvo. PZT-posliinin pietsosähköiset ominaisuudet lähellä faasirajaa ovat paljon korkeammat kuin BaTiO3-posliinin. Koska PZT-posliinin Tc rajalla on korkea (360 °C), KP ja ε ovat molemmat stabiileja 200 °C:ssa, mikä on ihanteellinen pietsosähköinen materiaali. PZT-posliinin dopingmuunnos elektroninen pietsokeraaminen muunnin . Eri käyttötarkoituksiin tarvitsemme PZT-pietsosähköistä keramiikkaa, jolla on erilaisia ominaisuuksia. Tästä syystä voimme lisätä erilaisia ioneja korvaamaan Pb2+-ioni A-kohdassa tai Zr4+-, Ti4+-ioni B-kohdassa. Näin materiaalin suorituskyky paranee.
Muu substituutio modifioitu kova substituutio modifioitu pehmeä substituutio modifioitu heterovalenttinen substituutio ekvivalentti substituutio seostettu modifioitu PZT (1) ekvivalentti substituutioekvivalentti substituutio tarkoittaa, että Ca2+, Sr2+, Mg2+ säde on pienempi kuin Pb2+-ionin Pb2+-ionien ionisubstituutio johtaa PZT:n dielektrisyysvakion ε kasvuun. pietsosähköinen levy , sähkömekaanisen kytkentäkertoimen KP kasvu ja pietsosähköisen vakion d kasvu, mikä parantaa PZT-keramiikan pietsosähköisiä ominaisuuksia. Termi 'pehmeä substituutiomuunnos' tarkoittaa, että näiden lisäaineiden lisääminen voi pienentää koersitiivista kentänvoimakkuutta EC ↓ ja polarisaatio on helppoa, jolloin materiaalin ominaisuudet muuttuvat 'pehmeiksi' sähkökentän tai jännityksen vaikutuksesta.
(a) La3+, Bi3+, Sb3+ jne. korvaavat A-kohdan Pb+2-ionin (luovuttajadoping); Nb5+, Ta5+, Sb5+, W6+ jne. B-aseman Zr4+, Ti4+ ionien korvaaminen (luovuttajadoping). Pehmeällä substituutiolla modifioidun PZT-posliinin ominaisuuksissa on seuraavat muutokset: koersitiivikentän voimakkuus EC laskee ↓, mekaaninen laatutekijä Qm pienenee ↓; dielektrisyysvakio ε kasvaa ↑, dielektrinen häviö tan δ kasvaa ↑, sähkömekaaninen kytkentäkerroin KP Kun ↑ kasvaa, vanhenemisvastus kasvaa ja eristysvastus ρ kasvaa ↑. Syynä tähän on se, että niiden lisääminen johtaa Pb2+-vajeen muodostumiseen. Jos esimerkiksi joka toinen La3+s korvaa 3 Pb2+:a, sähkön hinnan tasapainon säilyttämiseksi kationien määrä perovskiittirakenteen A-asemassa vähenee ja syntyy A-vakanssi. Pb2+:n puuttumisen vuoksi domeenin liike on tehty helpoksi ja pienikin sähkökentän voimakkuus tai mekaaninen rasitus voivat aiheuttaa alueen seinämien liikkumista.
Tämän seurauksena dielektrisyysvakion ja elastisen mukautumiskertoimen kasvu Pzt pietsokeraamisia keraamisia muuntimia esiintyy, ja samalla dielektrinen häviö ja mekaaninen häviö kasvavat ja Qm pienenee. Lisäksi, koska domeenien ohjaaminen on helppoa, sähkökentän suuntaan orientoituneiden domeenien lukumäärä kasvaa, mikä lisää polarisaatiota, jolloin pietsosähköinen vaikutus lisääntyy suuresti, mitä edustaa Kp-arvon kasvu. Koska alueen ohjausvastus tulee pieneksi, polarisaation kääntämisen pakkokenttä vastuksen voittamiseksi on pieni ja paluulinja on lähes suorakulmainen. Lisäksi Pb2+:n puuttumisen vuoksi 90-alueen ohjauksen aiheuttama sisäinen jännitys puskuroituu, jolloin jäännösjännitys pienenee. Toisin sanoen, koska verkkoalueen seinät ovat helposti liikuteltavissa, verkkoalueiden sisäinen jännitys vapautuu helposti, joten ikääntymiskyky on hyvä. 'Pehmeät' lisäaineet ovat yleisesti käytettyjä modifioivia lisäaineita.
(b) Esimerkiksi hyväksyvä tyyppinen vedenalainen akustinen anturimateriaali seostetaan usein La2O3:lla ja Nb2O5:llä Kp-arvon ja dielektrisyysvakion nostamiseksi. Pb0.95Sr0.05(Zr0.52Ti0.48)O3+0.9%La2O3+0.9%Nb2O5, Kp=0.60, ε=2100, Qm=80, hyvä vakaus, tilavuusvastus 1012 ohm 'pehmeä' ei yleensä ylitä lisäainemäärää 5%. b Kova substituutiomuunnos, ns. 'kova substituutiomuunnos' tarkoittaa, että näiden lisäaineiden lisääminen voi lisätä koersitiivista kentänvoimakkuutta EC ja polarisaatiosta tulee vaikeaa, jolloin materiaalin ominaisuudet muuttuvat 'kovaksi' sähkökentän tai jännityksen vaikutuksesta.
(a) K+, Na+ jne. korvaavat A-kohdan Pb2+-ioneja (akseptoridoping);
(b) Zr4+- ja Ti4+-ionit (akseptoriseostettu), jotka on korvattu B:llä Fe2+:ssa, Co2+:ssa, Mn2+:ssa (tai Fe3+:ssa, Co3+:ssa, Mn3+:ssa), Ni2+:ssa, Mg2+:ssa, Al3+:ssa, Cr3+:ssa ja vastaavissa.
Kovalla substituutiolla modifioidun PZT-posliinin ominaisuuksissa on seuraavat muutokset: Koersitiivikentän voimakkuus EC kasvaa ↑, mekaaninen laatutekijä Qm kasvaa ↑; dielektrisyysvakio ε pienenee, dielektrinen häviö tan δ pienenee ↓, sähkömekaaninen kytkentäkerroin KP pienenee Pieni ↓, vanhenemisvastus pienenee ja eristysvastus ρ pienenee.
Kolmiosainen perovskiittinen pietsosähköinen keramiikka
Zr/Ti-suhdetta muuttamalla ja lisäaineita pienellä määrällä, vaikka joitain ominaisuuksia voidaan parantaa, pietsosähköisten materiaalien laajemman valikoiman vuoksi materiaalivaatimukset kohoavat ja kasvavat, eivätkä vain binäärijärjestelmät pysty täyttämään käytön vaatimuksia. Kyseessä on siis kolmiosainen järjestelmä. Niin sanottu ternäärinen perovskiittinen pietsosähköinen keraaminen materiaali viittaa kiinteään liuokseen, joka muodostuu komposiittiperovskiittiyhdisteestä ja lyijysirkonaattititanaatista.
