Fachtóir cáilíochta meicniúil ceirmeach piezoelectric Qm agus a chobhsaíocht teochta

Is sainairíonna é an fachtóir cáilíochta meicniúil luach Qm an fuinneamh a ídíonn an comhlacht piezoelectric chun cuimilte inmheánach a shárú le linn athshondas. Sainmhínítear é mar: Qm = 2π .An fuinneamh meicniúil atá stóráilte sa vibrator le linn athshondas athshondas fuinneamh an chaillteanais meicniúil an vibrator in aghaidh na seachtaine. Léiríonn an luach fachtóir Qm caillteanas meicniúil an ábhair piezoelectric. Dá lú an caillteanas meicniúil, is mó an luach Qm. Agus luach Qm an ábhair á ríomh, úsáidtear an fhoirmle neasach seo a leanas don léaráid chiorcaid choibhéiseach den vibrator piezoelectric:
Qm = 1/ 4π(C0 + C1) R1Δf ,

Cá bhfuil C0 toilleas statach an slat Grianchloch criostail piezoceramic , is é R1 friotaíocht coibhéiseach an athshondais vibrator, is é C1 toilleas dinimiciúil an vibrator, agus is é Δf an difríocht idir minicíocht athshondach fr an vibrator agus an minicíocht antiresonant fa. Go ginearálta, úsáidtear an modh líne tarchurtha. Faightear Δf, R1, etc., agus ansin ríomhtar Qm. Ón fheidhm teirmidinimiciúil fuinnimh saor in aisce, pléitear foinse fhisiciúil luach Qm, agus díorthaítear an fhoirmle: agus déantar an luach Q-1m a fhíorú go turgnamhach a bheith comhréireach leis an gcaillteanas tréleictreach. Ina theannta sin, sa turgnamh ar bhonn seo, cuirtear an luach Qm in iúl go cainníochtúil mar fheidhm den mhéid muirear spáis agus an fhriotaíocht toirte, agus faightear an fhoirmle eimpíreach: Qm = (800 lgρ - 7 500) { (Ps - Pi) / Ps - 0. 2} + 250. Nuair is é ρ an luach saothair mórchóir, is é an t-ábhar ρ an polaraíocht ná piléaracht, is é an t-ábhar ρ an polaraíocht. luach polaraithe arna chinneadh ar an lúb hysteresis a fhaightear díreach tar éis an réimse leictrigh malartach a chur i bhfeidhm, (Ps - Pi) / Ps comhionann agus an méid muirear spáis. Cathain ( Ps - Pi) / Ps ≥0. 2 , ρ ≥109Ω·cm, tá sé ag teacht go maith leis na torthaí turgnamhacha. Go teoiriciúil agus go turgnamhach, tá bunús agus tréithriú Qm déanta. Plé domhain. Cuidíonn sé seo linn tuilleadh staidéir a dhéanamh ar mhéid Qm agus ar a chobhsaíocht teochta.

Tomhas chun luach Qm agus cobhsaíocht teochta a fheabhsú

Modhnú dópála
I dteannta leis an gcóimheas idir córais dhénártha, thrínártha agus cheathartha a athrú, is é luach Qm an Is féidir le diosca ceirmeach piezo ábhar PZT a fheabhsú go pointe áirithe, agus is féidir le dópáil i bpríomh-chomhpháirt an ábhair feabhas a chur ar airíonna an ábhair, lena n-áirítear méid agus cobhsaíocht teochta an luach Qm. I staidéar a dhéanamh ar airíonna piezoelectric ábhair PZT crua ag dópáil mangainéise, fuarthas amach gur féidir le Mn an luach Qm a choigeartú mar gheall ar an athrú valence i Mn. Ina theannta sin, sa chóras ceathartha Pb (Mg1/ 3Nb2/ 3) (Mn1/ 3Nb2/ 3) déantar ábhar piezoelectric TiZrO3 a dhópáil le méid áirithe CeO2, agus is féidir an diall choibhneasta uasta de Qm a fháil sa raon -20-55 °C (i gcomparáid leis an luach °C ag 2 °C) | δ( Qm) m | laghdaítear ó 42 % go 33 %; tá an fhritháireamh coibhneasta uasta de fhoirmliú áirithe beagnach gan athrú nuair a dhéantar dópáil Sr. Dópáil i Pb (Mn1/ 3Sb2/ 3) ábhair O3 Sn feabhas ar chobhsaíocht teocht íseal Qm. Tá dhá argóint ar son dópála a mhíníonn cobhsaíocht teochta Qm. Deirtear go bhfuil meath ar airíonna leictreacha ábhair piezoelectric go minic mar gheall ar microcracks taobh istigh den ábhar. De bharr fáis. Tar éis dópáil dul isteach sa laitís criostail, gintear strus comhbhrúiteach inmheánach, rud a chuireann bac ar fhás microcracks go pointe áirithe. D'fhonn méadú ar fhriotaíocht athshondais an ábhair a sheachaint agus cobhsaíocht teocht Qm a chinntiú. Bealach eile le rá go n-áirítear struchtúr an ábhair athraithe dópála méid gráin, riocht teorann gráin, tairiseach laitíse, dlús, etc., rud a fhágann go bhfuil airíonna fisiceacha macrascópacha. ar an gcaoi sin feabhas a chur ar éagsúlacht teochta an luach Qm. De ghnáth ag cur breiseáin chrua ar nós Eu, Yb, Al2O3, MgO, etc. chun an luach Qm a mhéadú; agus breiseáin bog á gcur leis mar Nb2O5, La2O3, Ta2O5, etc., laghdaigh an luach Qm, Agus tá cobhsaíocht teocht luach Qm níos fearr ná dópáil chrua.

Optimization Próiseas
Bíonn tionchar díreach ag próiseas ullmhúcháin na n-ábhar ceirmeach piezo, go háirithe ullmhú, cailcíniú, shintéiriú agus polarú saorga púdair, ar dhlús, méid gráin agus airíonna piezoelectric na samplaí. Faoi láthair, tá cobhsaíocht teocht Qm feabhsaithe ón bpróiseas ullmhúcháin. Tá deacrachtaí áirithe ann, ach déantar méid an Qm a choigeartú ón bpróiseas ullmhúcháin. Bhí baint ag go leor taighdeoirí leis. Mar shampla, Cr3 + ian dopáilte Pb (Mn1 / 3Nb2 / 3) Tá criadóireacht TiZrO3 an-íogair do theocht shintéirithe, Nuair a mhéadaítear an teocht shintéirithe, cruaítear na hairíonna piezoelectric. Mar sin, is féidir an luach Qm a rialú go solúbtha tríd an teocht shintéirithe a athrú. Déanann Kawasaki comparáid idir an dópáil agus an gnáth-ullmhú púdair trí dhópáil instealladh teirmeach. Pléitear go n-ardóidh roinnt hiain eisíontais mar Fe3 + an luach Qm ag an modh insteallta teirmeach, agus laghdaíonn roinnt hiain mar Cr3 + an luach Qm. Tá an próiseas optamaithe chun an t-ábhar ceirmeach a ullmhú le feidhmíocht den scoth, is é sin an luach Qm a choigeartú.

Go teoiriciúil, déantar staidéar ar chóimheas ábhair agus modhnú dópála. Go praiticiúil, is é feabhsú an phróisis ná luach Qm an ábhair ceirmeach piezoelectric a choigeartú agus cobhsaíocht an teocht a fheabhsú, ionas gur féidir an t-ábhar ceirmeach piezoelectric a fháil níos forleithne. Modh éifeachtach iarratais.