पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक सामग्री का विकास

पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक पीजोइलेक्ट्रिक गुणों वाले एक प्रकार के पॉलीक्रिस्टल हैं और सूचना कार्यात्मक पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं। उच्च इलेक्ट्रोमैकेनिकल युग्मन गुणांक, कम कीमत और आसान बड़े पैमाने पर उत्पादन के फायदे के साथ, पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक का व्यापक रूप से सामाजिक उत्पादन के विभिन्न क्षेत्रों में उपयोग किया गया है। विशेष रूप से अल्ट्रासाउंड और इलेक्ट्रॉनिक विज्ञान और प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में, पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक धीरे-धीरे एक पूर्ण प्रमुख स्थिति में आ गया है, जैसे कि चिकित्सा और औद्योगिक अल्ट्रासोनिक परीक्षण, पानी के नीचे ध्वनिक पहचान, आदि। पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर, अल्ट्रासोनिक मोटर, डिस्प्ले डिवाइस, इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित पॉलीक्रोमैटिक फ़िल्टर इत्यादि। हालांकि, व्यावहारिक घटकों में, विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए अलग-अलग आवश्यकता होती है पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक का पीजेडटी सामग्री पैरामीटर , जो लोगों को पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक के प्रदर्शन में सुधार करने के लिए मजबूर करता है। वर्तमान में, देश और विदेश में दो मुख्य विधियाँ हैं: एक है डोपिंग संशोधन, यानी कुछ अशुद्धता आयनों को डोपिंग करना; दूसरा तैयारी प्रक्रिया में सुधार कर रहा है, पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक की नवीनतम प्रगति, अनुसंधान और अनुप्रयोग और इसके विकास की प्रवृत्ति की संक्षेप में समीक्षा की गई है।        

पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक के मूल गुण,  
        
 सबसे महत्वपूर्ण विशेषताएं पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक प्लेट ट्रांसड्यूसर सकारात्मक पीजोइलेक्ट्रिसिटी और व्युत्क्रम पीजोइलेक्ट्रिसिटी हैं। सकारात्मक पीज़ोइलेक्ट्रिसिटी बाहरी यांत्रिक बलों की कार्रवाई के तहत कुछ डाइलेक्ट्रिक्स में सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज केंद्रों के सापेक्ष विस्थापन के कारण होने वाले ध्रुवीकरण को संदर्भित करती है, जिसके परिणामस्वरूप डाइलेक्ट्रिक्स के दोनों सिरों की सतह पर प्रतीकात्मक विपरीत बाध्य चार्ज दिखाई देते हैं। जब बाहरी बल बहुत बड़ा नहीं होता है, तो चार्ज घनत्व बाहरी बल के समानुपाती होता है, सूत्र का पालन करते हुए और सतह चार्ज घनत्व पीज़ोइलेक्ट्रिक स्थिरांक होता है, विस्तार तनाव होता है। इसके विपरीत, जब एक बाहरी विद्युत क्षेत्र को पीजोइलेक्ट्रिक डाइलेक्ट्रिक्स पर लागू किया जाता है, तो डाइलेक्ट्रिक्स में सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज केंद्र न केवल विस्थापित और ध्रुवीकृत होते हैं, बल्कि विस्थापन के कारण डाइलेक्ट्रिक्स को विकृत भी करते हैं। इस प्रभाव को व्युत्क्रम पीज़ोइलेक्ट्रिसिटी कहा जाता है। जब विद्युत क्षेत्र बहुत मजबूत नहीं होता है, तो विरूपण बाहरी विद्युत क्षेत्र के अनुरूप होता है। यौन संबंध पीजोइलेक्ट्रिक स्ट्रेन स्थिरांक है, $ बाहरी विद्युत क्षेत्र और स्ट्रेन है। पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रभाव की ताकत क्रिस्टल के लोचदार और ढांकता हुआ गुणों के बीच युग्मन डिग्री को दर्शाती है, अर्थात, यांत्रिक और विद्युत प्रभावों के बीच युग्मन डिग्री, जिसे इलेक्ट्रोमैकेनिकल युग्मन गुणांक द्वारा व्यक्त किया जाता है।      

 पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक का प्रदर्शन सुधार   

लीड युक्त पीजोइलेक्ट्रिक सिलेंडर ट्रांसड्यूसर लेड जिरकोनेट-टाइटेनेट के कारण पीजोइलेक्ट्रिक गुणों, तापमान स्थिरता और क्यूरी तापमान में अन्य सिरेमिक से बेहतर है। विभिन्न आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए उनके इलेक्ट्रोफिजिकल गुणों को घटकों को बदलकर या बाहरी स्थितियों, जैसे टर्नरी सिस्टम और क्वाटरनेरी सिस्टम को बदलकर एक विस्तृत श्रृंखला में समायोजित किया जा सकता है। पीजो सिरेमिक का सिंटरिंग तापमान आम तौर पर अधिक होता है, जबकि लेड ऑक्साइड का वाष्पीकरण तापमान लगभग 1 होता है। इसके अलावा, सतह असेंबली तकनीक के विकास के साथ, मल्टी-लेयर चिप कैपेसिटर, इंडक्टर्स, रेसिस्टर्स और अन्य चिप डिवाइस अपनी उच्च दक्षता, लघुकरण और कार्यात्मक एकीकरण के लिए बाजार में लोकप्रिय हैं। हालाँकि, पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक का उच्च सिंटरिंग तापमान पीजो सिरेमिक सामग्री और इलेक्ट्रोड सामग्री के लिए एक बार की सह-फायरिंग प्राप्त करना मुश्किल बना देता है। कम तापमान वाली सह-फायरिंग के कारण, आधार धातुओं जैसे निकल, तांबा, चांदी आदि का उपयोग आंतरिक इलेक्ट्रोड के रूप में किया जा सकता है। यदि सिंटरिंग तापमान को कम करने के संदर्भ में सिंटरिंग प्रक्रिया में सुधार किया जा सकता है, तो इसका न केवल सामग्री के प्रदर्शन को रोकने, अस्थिर करने, सुनिश्चित करने, पर्यावरण प्रदूषण को कम करने और उपकरण जीवन को बढ़ाने में महत्वपूर्ण तकनीकी और आर्थिक मूल्य होगा, बल्कि शुद्ध चांदी के स्तर का उपयोग करके मल्टीलेयर पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक घटकों के प्राथमिक सिंटरिंग में भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाएगा। साथ ही इससे ऊर्जा की भी बचत होती है। इसलिए, कम तापमान वाले सिन्जेड पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक का विकास उच्च प्रदर्शन, उच्च विश्वसनीयता और कम लागत वाले मल्टीलेयर पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक कंपोजिट के विकास के लिए एक महत्वपूर्ण अनुसंधान दिशा बन गया है। वर्तमान में, कम तापमान वाली सिंटरिंग विधियों में कोसॉल्वेंट विधि, सुपरफाइन पाउडर विधि, हॉट प्रेसिंग सिंटरिंग विधि आदि शामिल हैं। परिणाम बताते हैं कि हाइड्रोथर्मल विधि द्वारा संश्लेषित सिरेमिक पाउडर का सिंटरिंग तापमान पाउडर में ट्रेस प्लाज्मा जोड़कर सिंटरिंग सहायता के बिना पाउडर की तुलना में कम है। हाइड्रोथर्मल विधि द्वारा संश्लेषित पाउडर का सिंटरिंग तापमान पारंपरिक ठोस-अवस्था विधि द्वारा तैयार किए गए पाउडर की तुलना में कम होता है। पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक पर आधारित मूल पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक सिरेमिक में ग्लास जोड़कर सिरेमिक के सिंटरिंग तापमान को काफी कम किया जा सकता है, और सिरेमिक के पीजोइलेक्ट्रिक और ढांकता हुआ गुणों में सुधार किया जा सकता है। इसके अलावा, वे यह भी सोचते हैं कि विधि द्वारा तैयार किए गए सिरेमिक में अच्छे पीज़ोइलेक्ट्रिक गुण होते हैं जब वे सिरेमिक को निम्नलिखित तरीके से सिंटर करते हैं। यह पाया गया है कि सिरेमिक में मध्यम तापमान पर सर्वोत्तम ढांकता हुआ और पीजोइलेक्ट्रिक गुण होते हैं।
          
सापेक्ष पारगम्यता,         
पीजोइलेक्ट्रिक तनाव स्थिरांक,        
इलेक्ट्रोमैकेनिकल युग्मन गुणांक,          
यांत्रिक गुणवत्ता कारक,          
ढांकता हुआ नुकसान।