Pietsosähköisten keraamisten materiaalien kehittäminen

Pietsosähköinen keramiikka on eräänlainen monikiteinen, jolla on pietsosähköisiä ominaisuuksia ja tärkeä osa informaatiotoiminnallista pietsosähköistä keramiikkaa. Korkean sähkömekaanisen kytkentäkertoimen, alhaisen hinnan ja helpon massatuotannon etujen ansiosta pietsosähköistä keramiikkaa on käytetty laajasti sosiaalisen tuotannon eri aloilla. Varsinkin ultraääni- ja elektroniikkatieteen ja teknologian aloilla pietsosähköinen keramiikka on vähitellen noussut ehdottomaan määräävään asemaan, kuten lääketieteellisiin ja teollisiin ultraäänitestauksiin, vedenalaiseen akustiseen ilmaisuun jne. Pietsosähköinen muunnin, ultraäänimoottori, näyttölaite, elektronisesti ohjattu monivärinen suodatin jne. Käytännön komponenteissa eri sovellukset vaativat kuitenkin erilaisia Pietsosähköisen keramiikan PZT-materiaaliparametri , joka pakottaa ihmiset parantamaan pietsosähköisen keramiikan suorituskykyä. Tällä hetkellä kotimaassa ja ulkomailla on kaksi päämenetelmää: toinen on dopingmuunnos, eli joidenkin epäpuhtausionien seostus; toinen on valmisteluprosessin parantaminen, tarkastellaan lyhyesti pietsosähköisen keramiikan viimeisintä edistystä, tutkimusta ja soveltamista sekä sen kehityssuuntaa.        

Pietsosähköisen keramiikan perusominaisuudet Pietsosähköisen keramiikan  
        
 tärkeimmät ominaisuudet pietsosähköiset keraamiset levymuuntimet ovat positiivisia pietsosähköisiä ja käänteisiä pietsosähköisiä. Positiivisella pietsosähköisyydellä tarkoitetaan polarisaatiota, joka aiheutuu joidenkin eristeiden positiivisten ja negatiivisten varauskeskusten suhteellisesta siirtymisestä ulkoisten mekaanisten voimien vaikutuksesta, jolloin eristeiden molempien päiden pinnalle ilmaantuu symbolisia vastakkaisia ​​sidottuja varauksia. Kun ulkoinen voima ei ole liian suuri, varaustiheys on verrannollinen ulkoiseen voimaan, seuraa kaavaa ja pintavarauksen tiheys on pietsosähköinen vakio, on laajenemisjännitys. Päinvastoin, kun ulkoinen sähkökenttä kohdistetaan pietsosähköiseen eristeeseen, eristeiden positiiviset ja negatiiviset varauskeskukset eivät vain syrjäyttä ja polarisoivat, vaan myös muuttavat eristeitä siirtymän vuoksi. Tätä vaikutusta kutsutaan käänteispietsosähköisyydeksi. Kun sähkökenttä ei ole kovin voimakas, muodonmuutos on linjassa ulkoisen sähkökentän kanssa. Seksuaalinen suhde on pietsosähköinen jännitysvakio, $ on ulkoinen sähkökenttä ja jännitys. Pietsosähköisen vaikutuksen vahvuus heijastaa kiteiden elastisten ja dielektristen ominaisuuksien välistä kytkentäastetta, eli mekaanisten ja sähköisten vaikutusten välistä kytkentäastetta, joka ilmaistaan ​​sähkömekaanisella kytkentäkertoimella.      

 Pietsosähköisen keramiikan suorituskyvyn parantaminen   

Lyijyä sisältävä Pietsosähköinen sylinterianturi on muita keramiikkaa parempi pietsosähköisten ominaisuuksien, lämpötilan stabiilisuuden ja curie-lämpötilan suhteen lyijysirkonaatti-titanaatin ansiosta. Niiden sähköfysikaalisia ominaisuuksia voidaan säätää laajalla alueella vaihtamalla komponentteja tai muuttamalla ulkoisia olosuhteita, kuten kolmikomponenttijärjestelmää ja kvaternaarijärjestelmää, vastaamaan erilaisia ​​tarpeita. Pietsokeramiikan sintrauslämpötila on yleensä korkeampi, kun taas lyijyoksidin haihtumislämpötila on noin 1. Lisäksi pintakokoonpanotekniikan kehittymisen myötä monikerroksiset sirukondensaattorit, induktorit, vastukset ja muut sirulaitteet ovat suosittuja markkinoilla niiden korkean hyötysuhteen, miniatyrisoinnin ja toiminnallisen integroinnin vuoksi. Pietsosähköisen keramiikan korkea sintrauslämpötila vaikeuttaa kuitenkin pietsokeraamisten materiaalien ja elektrodimateriaalien kertapolttoa. Matalalämpötilaisen rinnakkaispolton vuoksi perusmetalleja, kuten nikkeliä, kuparia, hopeaa ja niin edelleen, voidaan käyttää sisäisinä elektrodeina. Jos sintrausprosessia voidaan parantaa sintrauslämpötilan alentamisessa, sillä ei ole vain tärkeää teknistä ja taloudellista arvoa hillitsemisessä, haihuttamisessa, materiaalin suorituskyvyn varmistamisessa, ympäristön saastumisen vähentämisessä ja laitteiden käyttöiän pidentämisessä, vaan sitä käytetään myös laajasti monikerroksisten pietsosähköisten keraamisten komponenttien ensisijaisessa sintrauksessa puhtaan hopeatason avulla. Samalla se säästää energiaa. Siksi matalan lämpötilan sintratun pietsosähköisen keramiikan kehittämisestä on tullut tärkeä tutkimussuunta korkean suorituskyvyn, korkean luotettavuuden ja edullisien monikerroksisten pietsosähköisten keraamisten komposiittien kehittämiseen. Tällä hetkellä matalan lämpötilan sintrausmenetelmiä ovat lisäliuotinmenetelmä, superhienojauhemenetelmä, kuumapuristussintrausmenetelmä jne. Tulokset osoittavat, että hydrotermisellä menetelmällä syntetisoitujen keraamisten jauheiden sintrauslämpötila on alhaisempi kuin jauheiden ilman sintrausapuaineita lisäämällä jauheisiin hivenplasmaa. Hydrotermisellä menetelmällä syntetisoitujen jauheiden sintrauslämpötila on alhaisempi kuin tavanomaisella solid-state-menetelmällä valmistettujen jauheiden sintrauslämpötila. Alkuperäinen pietsosähköinen keramiikka perustuu pietsosähköiseen keramiikkaan, jossa keramiikan sintrauslämpötilaa voidaan alentaa huomattavasti lisäämällä keramiikkaan lasia, ja keramiikan pietsosähköisiä ja dielektrisiä ominaisuuksia voidaan parantaa. Lisäksi he uskovat, että menetelmällä valmistetulla keramiikalla on hyvät pietsosähköiset ominaisuudet, kun he sintraavat keramiikkaa seuraavalla tavalla. On havaittu, että keramiikalla on parhaat dielektriset ja pietsosähköiset ominaisuudet keskilämpötilassa.
          
Suhteellinen permittiivisyys,         
Pietsosähköinen jännitysvakio,        
Sähkömekaaninen kytkentäkerroin,          
Mekaaninen laatutekijä,          
Dielektrinen häviö.