Nuacht

Tá tú anseo: Baile / Nuacht / Bunúsacha na Criadóireachta piezoelectric / Próiseas trasduchtóra trasduchtaithe criadóireachta piezoelectric

Próiseas trasduchtóir trasducer criadóireachta piezoelectric

Radhairc: 11 Údar: Eagarthóir Suímh Am Foilsithe: 2019-09-04 Bunús: Suíomh

Fiosraigh

Táirgeadh agus taighde na ábhair ceirmeacha piezoelectric le haghaidh claochladáin piezoelectric ard-chumhachta I dtaighde ábhair ceirmeacha piezoelectric, tá taighde na Síne sách siar. De réir staitisticí, sna sé bliana 1997-2002, i measc níos mó ná 60 paitinní a foilsíodh sa tSín le haghaidh criadóireacht piezoelectric agus a n-iarratas, bhí thart ar 50 iarratas ann, agus níorbh ionann iad ach beagnach 80 díobh. Le blianta beaga anuas, cé nach bhfuil aon chuideachtaí eachtracha eile tar éis paitinní a chur isteach maidir le taighde agus cur i bhfeidhm ábhar ceirmeach piezoelectric sa tSín, is féidir iad a úsáid chun criadóireacht piezoelectric bunaithe ar PZT a mhonarú le haghaidh claochladáin ceirmeacha piezoelectric ardchumhachta. Is féidir é a úsáid chun claochladáin piezoelectric a mhonarú le cumhacht aschurtha os cionn 30W. Cuireadh i bhfeidhm go rathúil é ar lampaí fluaraiseacha le húsáid laethúil. Cuireadh Pz24 bunaithe ar Ferroperm i bhfeidhm go rathúil ar thrasduchtóirí ardchumhachta freisin. Cé gur inár dtír, d'úsáid roinnt institiúidí taighde ábhair piezoelectric bunaithe ar ábhair NEC chun claochladáin piezoelectric a ullmhú le cumhacht aschuir faoi bhun íseal (ach níl an staid taighde agus cur i bhfeidhm criadóireacht piezoelectric fós dóchasach.

Ós rud é go bhfuil claochladáin ceirmeacha piezoelectric ilchiseal éasca le miniaturization agus aschur ardchumhachta a bhaint amach, is minic a ghlacann roinnt taighdeoirí sa bhaile agus thar lear an struchtúr ilchiseal i dtaighde claochladáin piezoelectric. Is féidir an struchtúr claochladán ceirmeach piezoelectric multilayer is simplí de chineál Rosen a mheas mar an bpróiseas ilchodach agus simplithe i dtreo tiús trí iolrachas claochladáin ceirmeach piezoelectric aon-phíosa rosen-cineál. Déantar an deireadh ionchuir a lannú agus a dhóiteáil le a diosca ceirmeach piezoelectric agus ábhar leictreoid, rud a bhaineann dosheachanta le fadhb comhdhó idir an t-ábhar ceirmeach piezo agus an t-ábhar leictreoid. Faoi láthair, tá fadhb teocht ró-ard (> 11000C) ag go leor ábhar ceirmeach piezo PZT le haghaidh claochladáin piezoelectric i dtáirgeadh claochladáin ceirmeacha piezoelectric ilchiseal, is gá úsáid a bhaint as cion níos airde d'ábhair leictreoid ina bhfuil miotail lómhara. I dtáirgeadh claochladáin piezoelectric, costas na n-ábhar leictreoid ar feadh thart ar 2/3 den chostas iomlán. Dá bhrí sin, d'fhonn an costas táirgthe a laghdú, tá an t-ábhar piezoelectric den chlaochladán piezoelectric ríthábhachtach, ach tá feidhmíocht frith-ocsaídiúcháin an bonn-mhiotail faoi theocht ard thar a bheith bocht. Mar gheall ar simplíocht agus geilleagar an phróisis, úsáideann an chuid is mó de na monaróirí feistí piezoelectric sa tSín shintéiriú atmaisféar ocsaídeach le linn táirgeadh. Nuair a bhíonn an teocht shintéirithe os cionn 1100 ° C, déantar an bonn-mhiotal ar nós Ni a ocsaídiú go héasca, rud a mhéadaíonn an friotaíocht teagmhála idir an leictreoid agus an t-ábhar ceirmeach agus tá tionchar diúltach mór aige ar an bhfeiste. Sa staid reatha , tá dhá bhealach ann chun 'miotalú ruthenium' a dhéanamh ar leictreoidí feiste piezoelectric: Ar an gcéad dul síos, ar an gcoinníoll nach ndéantar difear d'fheidhmíocht an fheiste, laghdaítear teocht shintéirithe an ábhair piezo ceirmeach a úsáidtear go cuí, rud a laghdóidh an baile reatha . is é an dara ceann an 'miotalú ruitéiniam' críochnúil arna ghlacadh, a sintéaraithe in atmaisféar laghdaitheora. Fíorú an dara bealach le haghaidh táirgeadh criadóireacht piezo leictreonach reatha na Síne, tá an deacracht an-mhór. Mar gheall ar an chuid is mó de ghléasra táirgeachta criadóireachta leictreonach na Síne atá ann faoi láthair, úsáid atmaisféar ocsaídeach céim-chineál áith. Ciallaíonn sintéiriú laghdaitheach a bhaint amach athsholáthar substaintiúil ar an trealamh bunaidh, rud atá dofhulaingthe ar ndóigh do tháirgeadh criadóireacht piezo leictreonach sa tSín, a bhfuil tús déanach leis. Dá bhrí sin, tá baint amach dó ar ghrád íseal ar cheann de na treoracha taighde ar ábhair claochladáin piezoelectric ard-chumhachta. Níl feidhmíocht den sórt sin de na hábhair saor ó luaidhe atá ann cheana féin sásúil. Cé gur i réimse an taighde piezoelectric, is é an treocht atá le teacht sa todhchaí ná úsáid ábhair saor ó luaidhe chun ábhair PT nó PZT atá ann cheana féin a athsholáthar, agus tá sé deacair a bhaint amach sa ghearrthéarma mar gheall ar na coinníollacha eolaíocha agus teicneolaíochta atá ann cheana féin. Ag an am céanna, tá Qm agus Kp d'ábhair PZT íon péire fachtóirí sriantacha a chéile, ní mór ceann ard agus an ceann eile a bheith íseal. Dá bhrí sin, i réimse taighde na n-ábhar piezoelectric ard-chumhachta, tá súile taighdeoirí dírithe den chuid is mó ar manate lanthanum luaidhe (PMS), nimanate luaidhe (PMN), niobate since luaidhe (PZN) agus comhpháirteanna eile agus PZT. Taighde ar chórais thrínártha, cheatharthacha nó ilathraitheacha. Ó na samplaí thuas, is féidir a fheiceáil go bhfuil na tréithe seo a leanas ag an criadóireacht piezoelectric ard-chumhachta i dtéarmaí comhdhéanamh: is iad na príomhchodanna de chriadóireacht piezoelectric ard-chumhachta PZT den chuid is mó, agus tá an cóimheas Zr / Ti in aice leis an teorainn leath-homophase. Tá sé seo go príomha mar gheall ar theorainn leath-homaphase a bheith ann idir an casta fearóleictreach suaimhneach agus PZT piezo. Mar gheall ar theorainn na céime gar-aonchineálach a bheith ann, tá spás coigeartaithe mór ann chun comhdhéanamh agus feidhmíocht an ábhair a roghnú agus a dhearadh. Léiríonn na torthaí taighde nua ar an teorainn quasi-homophase freisin go bhfuil C20-221: tá céim ferroelectric monoclinic ag an teorainn quasi-homophase, agus is féidir ais Polar na céime ferroelectric monoclinic a bheith eatarthu. In aon treo, ionas go mbeidh ábhar an chomhdhéanamh in aice leis an teorainn quasi-homophase, tá sraonadh an fhearainn le linn polaraithe níos éasca, agus tá airíonna piezoelectric an ábhair in aice leis an teorainn leath-homophase optamach. Ós rud é go bhfuil teocht curie an ferroelectrics suaimhneach sách íseal, mar shampla: Pb (Z n, /3Nb2/3), a Tc = 1400C, mar sin d'fhonn a chinntiú go bhfuil teocht Tc níos airde ag an ábhar, tá an t-ábhar PZT sna córais seo níos airde.

Cuirtear comhpháirteanna ardchumhachta leis an bpríomh-chomhpháirt, mar PMS, PMN, PZ N, etc. Ina theannta sin, is gnách go mbíonn feidhmeanna “deontóra” agus “glacadóir” ag na heilimintí piezo atá sna comhpháirteanna breisithe modhnaithe seo. Tá sé ar eolas ón eolas ar piezoelectricity go gcuirtear an eilimint dópála leis an PZT sa stát deontóra, rud a chuireann chun cinn folúntais cation a ghiniúint, rud a thairbheach do rothlú an fhearainn le linn polaraithe, agus déantar an t-ábhar 'bog'; ar shlí eile, má tá an eilimint piezo dópála ag dul isteach sa PZT sa stát, cuireann sé chun cinn folúntais ocsaigine a ghiniúint agus nach bhfuil sé a chabhródh le rothlú na bhfearann, agus tá an t-ábhar PZT sách crua. Faoi dheireadh, mar gheall ar na dópála éagsúla, tarlaíonn airíonna an ábhair in dhá éagsúlacht ar leith. Ina theannta sin , cuí ' bog ' nó ' crua ' dópáil na n-ábhar atá bunaithe ar PZT rannchuideoidh freisin leis an iomlán frith-aging airíonna an ábhair . Comparáid atá ann idir na hairíonna atá ag criadóireacht 'bog' agus 'crua' ceirmeach. Ón gcomparáid, is féidir linn a fheiceáil nuair a bhíonn sé ag ullmhú criadóireacht piezoelectric ardchumhachta, tá PZT ceirmeach dópáilte go simplí le heilimintí 'deontóra' nó 'glacadóir'. Ilghnéitheach, tá sé deacair ceanglais 'ard dhúbailte' agus 'íseal dúbailte' a chomhlíonadh maidir le hábhair piezoelectric ard-chumhachta. Dá bhrí sin, is gá 'dé-bhronnach' a dhéanamh, is é sin, modhnú dópála PZT (lena n-áirítear 'príomheilimint bhreisithe' - eilimint piezo dópála curtha leis i bhfoirm fearóleictreach suaimhneach, agus 'eilimint bhreise' curtha leis i bhfoirm ocsaídithe. Nuair a dhéantar an eilimint piezo a dhópáil, baintear amach méid áirithe d'eilimintí piezo ag a bhfuil an t-idirghníomhú deontóra agus glacadóir i bhfeidhmíocht áirithe, ionas go n-ionchorpraítear an éifeacht dópála ábhair i bhfeidhmíocht áirithe. Mar atá sna samplaí a liostaítear thuas, an eilimint 'cúnta' nó an meascán de Ni mangainéise, Sinc Nie agus Biosmat Mangainéise Ina theannta sin, nuair is gá a dhéanamh ar choigeartú ar leith ar an 'bog' nó airíonna 'crua' an t-ábhar le linn an phróisis taighde, is féidir freisin a roghnú roinnt gnéithe ar nós Ming, is féidir a leithéid de rian fás a bharrfheabhsú freisin le linn an fás sinter. dópála Tá braiteoir ceirmeach piezo mheaitseáil i gceart. Ina theannta sin, is féidir le roghnú cuí na n-eilimintí 'príomh-móide' agus 'cúnta' a bheith ina chéim aistrithe leacht i gcomhar le luaidhe le linn phróiseas shintéirithe na poircealláin, ionas gur féidir an t-ábhar a shintéiriú isteach sa phoirceallán ag teocht níos ísle chun an teocht shintéirithe a ísliú.

Tríd an anailís thuas, tá na prionsabail seo a leanas ar fáil maidir le roghnú agus dearadh ábhar le haghaidh claochladáin ceirmeacha piezoelectric ard-chumhachta:

(1) Roghnaíonn PZT an t-ábhar is mó a chomhdhéanann í chun a chinntiú go bhfuil ard . Is féidir an teocht a ráthú ar deireadh go bhfuil raon teochta oibriúcháin leathan ann don chlaochladán piezoelectric;
(2) Ba cheart an príomh-chomhpháirt cóimheas Zr/Ti a roghnú in aice leis an teorainn leath-homaphase chun gníomhaíocht piezoelectric maith an ábhair a chinntiú;
(3) Ábhar il-chomhpháirte a fhoirmiú chun an t-ábhar a choigeartú agus a fheabhsú trí ábhar fearaileictreach suaimhneach nó eilimint piezo a úsáid a bhfuil feidhm dhópála “deontóra” agus “glacadóir” aige mar eilimint “cúnta” nó tríú nó ceathrú comhpháirt. Is feidhmíocht chuimsitheach é
(4) Is féidir le 'eilimintí cúnta' a roghnaíodh go cuí, mar airgead agus Antamón, fás grán criostail a chosc le linn shintéiriú, rud atá tairbheach chun criadóireacht mhín-ghráin a fháil agus feidhmíocht iomlán na n-ábhar a fheabhsú.