Pietsosähköisten keraamisten materiaalien uusi sovellus

Lyijytön pietsosähköinen keramiikka, vaikka lyijypohjainen pietsosähköinen keramiikka hallitsee sovellusta pietsosähköisessä kentässä. Pietsosähköinen pohjakeramiikka on kuitenkin ihmiskeholle ja ympäristölle haitallista materiaalia. Niistä myrkyllinen haihtuu helposti käsittelyn ja sintrauksen aikana, mikä aiheuttaa vahinkoa ihmiskeholle ja ympäristölle. Siksi pietsosähköisen keraamisen materiaalin etsimisestä, joka on verrattavissa pietsokeramiikkaan ja joka ei sisällä lyijyä, on tullut kiireellinen tarve elektroniikkamateriaalien alalla. Tällä hetkellä tutkimuskeskukset kotimaassa ja ulkomailla keskittyvät pääasiassa kahteen luokkaan: vismuttipitoisiin pietsokeraaminen anturi ja lyijytön pietsosähköinen keramiikka perovskiittirakenteella. Kerrostettu pietsosähköinen keramiikka koostuu kaksiulotteisesta perovskiitista ja kerroksista, jotka on järjestetty vuorotellen säännöllisesti. Sen erityinen kerrosrakenne määrittää seuraavat ominaisuudet: alhainen dielektrisyysvakio, korkea curie-lämpötila, korkea sähkömekaaninen kytkentäkerroin ja ilmeinen anisotropia ja korkea resistiivisyys. Alhainen dielektrinen hajoamisnopeus ja alhainen sintrauslämpötila. Nämä ominaisuudet määräävät, että pietsokeramiikka soveltuu erityisen hyvin korkean lämpötilan ja korkean taajuuden sovelluksiin, mikä ratkaisee pietsosähköisen keramiikan epävakaan suorituskyvyn suuren tehon resonanssissa. Tantaalikerroksisella pietsosähköisellä keramiikalla on kuitenkin omat haittapuolensa: yksi on se, että pakkokenttä on liian korkea, mikä ei edistä polarisaatiota; toinen on alhainen pietsosähköinen aktiivisuus ja pieni resistiivisyys. Näiden kahden vian voittamiseksi pääasiallisena käyttötarkoituksena on korkean lämpötilan polarisaatio, koska pakkokenttä pienenee lämpötilan noustessa ja dopingmodifikaatiossa. Korkean impedanssin saavuttamiseksi pohja seostetaan ja tulosten tiheydet ovat sekä teoreettisia että resistiivisiä suurempia. Lisäksi pohja oli myös seostettu, jolloin JG oli jopa 01 A66. Nämä ominaisuudet määräävät, että tantaalipietsokeramiikka soveltuu korkean lämpötilan antureihin, oskillaattoriin ja suodattimiin. 

Keramiikan ominaisuuksia tutkittiin matalan lämpötilan sintrauksella. Tulokset osoittavat, että kaikilla näytteillä on AD teoreettinen tiheys eikä toista vaihetta synny; doping vähentää raekokoa ja rajoittaa anisotrooppista kasvua; Perovskiittirakenteiden lyijyttömässä pietsosähköisessä keramiikassa se on suurikokoinen lyijyttömälle pietsosähköiselle keramiikalle ja sopii käytettäväksi ohjaimena ja suuritehoisena laitteena. Pietsokeramiikan alhainen curie-lämpötila, suuri pakkokenttä ja alhainen suhteellinen tiheys rajoittavat kuitenkin sen käyttövaatimuksia. Poista vähitellen lyijyn ja raskasmetallien käyttö. Tällä hetkellä valmistelu on vielä erittäin vaikeaa, varsinkin tiheyden suhteen. Doping voi lisätä sintraustiheyttä; Käyttämällä nanojauhetta nanojauheen tuottamiseen hienojakoisesti ja valmistamalla suhteellisen tiheyden perovskiitista pietsosähköistä keramiikkaa sintraamalla takomalla, natriumstrontiumtitanaattipietsosähköinen keramiikka on myös kuuma paikka lyijyttömän pietsosähköisen keramiikan tutkimuksessa. Perovskiittinen rakenne. Samoin natriumvismuttititanaatilla on myös alhainen pietsosähköinen aktiivisuus ja suuri pakkokenttä. Tällä hetkellä natriumbariumtitanaatin modifioidun materiaalin pakkokenttää vähennetään pääasiassa lisäämällä useita perovskiittirakenteen lisäaineita; pietsosähköistä keramiikkaa on parannettu huomattavasti ja materiaali soveltuu pietsosähköisen suodattimen ja pietsosähköisten resonaattoreiden jne. valmistukseen. Edellä olevasta voidaan nähdä, että onko lyijypitoista pietsosähköistä keramiikkaa vai lyijytöntä pietsosähköistä keramiikkaa pääasiassa modifioimalla lisäämällä erilaisia ​​seostusaineita nykyisissä olosuhteissa. Siksi pietsosähköiset keraamiset materiaalit ovat yleensä monimutkaisia ​​keraamisia kiinteitä liuoksia. Monikomponenttisten materiaalien koostumus lisää monimutkaisuutta. Tämä tuo suuria vaikeuksia materiaalien suorituskyvyn testaamiseen. Materiaalien suorituskykyanalyysissä perinteisillä menetelmillä tietyn kunnonmuutoksen vaikutuksen saamiseksi suorituskykyyn kiinnitetään usein muita olosuhteita, ja tutkittavien olosuhteiden analysoimiseksi tehdään suuri määrä kokeita. Tilanne muuttuu monimutkaisemmaksi, jos halutaan tutkia useiden muiden olosuhteiden vaikutuksia tietyssä tilanteessa. Keinotekoisten hermoverkkojen avulla luodaan tarkkoja matemaattisia malleja suorituskyvyn tarkkaan ennustamiseen. Menetelmä on tarkka! Vielä tärkeämpää on, että optimaalinen suorituskykykaava voidaan budjetoida, ja sen käytännön arvo on mittaamaton.