यह कैसे निर्धारित करें कि पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक सामग्री अल्ट्रासोनिक उपकरण के लिए उपयुक्त है या नहीं?

1. ढांकता हुआ स्थिरांक मध्यम होना चाहिए

आमतौर पर ढांकता हुआ स्थिरांक 10 से 1000 होता है। यदि ढांकता हुआ स्थिरांक बहुत बड़ा है, तो यह इंटरडिजिटल इलेक्ट्रोड के बीच सीधे युग्मन का कारण बनेगा; यदि ढांकता हुआ स्थिरांक बहुत छोटा है, तो प्रतिबाधा बहुत बड़ी होगी और इसका मिलान करना आसान नहीं होगा। एक सर्किट और एक डिवाइस के बीच एक कनेक्शन। एकल-घटक पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक में, BaTiO3 को छोड़कर, जिसका ढांकता हुआ स्थिरांक 1700 है, PbTiO3 प्रणाली और PbNb2O6 दोनों छोटे हैं, लगभग 200, और अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर की सतह पर पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री के रूप में अच्छी तरह से उपयोग किया जा सकता है। अन्य बाइनरी और बहु-घटक पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक सामग्रियों का ढांकता हुआ स्थिरांक अल्ट्रासोनिक रेंज ट्रांसड्यूसर 200-1000 है, जो मध्यम ढांकता हुआ स्थिरांक की आवश्यकता को पूरा करता है।

 

 

2. प्रसंस्करण के माध्यम से, इंटरडिजिटल इलेक्ट्रोड बनाने के लिए उपयुक्त एक अच्छी सतह प्राप्त की जा सकती है।

एकल क्रिस्टल सामग्री बहुत घनी होती है और काटने और पॉलिश करने जैसे बाद के प्रसंस्करण के बाद सतह आदर्श होती है। पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक ट्रांसड्यूसर आमतौर पर विभिन्न रचनाओं के साथ पाउडर सामग्री से बने होते हैं। उपचारों की एक श्रृंखला के बाद, इसे उच्च तापमान पर सिंटर किया जाता है, इसलिए इसके दाने का आकार और छिद्र का आकार अल्ट्रासोनिक सतह तरंग उपकरणों में उपयोग किए जाने वाले पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक सामग्री के मुख्य संकेतक हैं। यह न केवल सामग्री की चिकनाई निर्धारित करता है, बल्कि डिवाइस की ऑपरेटिंग आवृत्ति भी निर्धारित करता है।

 

अल्ट्रासोनिक सतह तरंग डिवाइस की ऑपरेटिंग आवृत्ति इंटरडिजिटल ट्रांसड्यूसर की इंटरडिजिटल रॉड की चौड़ाई पर निर्भर करती है, जिसके लिए आवश्यक है कि अल्ट्रासोनिक उपकरण की सतह का एल आयाम इंटरडिजिटल ट्रांसड्यूसर की चौड़ाई से कम से कम छोटा हो। ध्वनि तरंगों के परावर्तन को कम करने के लिए, एक उप-उंगली ट्रांसड्यूसर का उपयोग किया जाता है, अर्थात प्रत्येक उंगली λ/8 है, और प्रत्येक उंगली की चौड़ाई केवल 51um है। सामग्री के छिद्रों और दानों को धातु की फिंगर रॉड्स को प्रभावित करने से रोकने के लिए, छिद्रों और दानों का आकार कम से कम 3 माइक्रोन से कम होना आवश्यक है। इसलिए, इंटरडिजिटेड इलेक्ट्रोड बनाने के लिए उपयुक्त एक अच्छी सतह प्राप्त करने के लिए, पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक सामग्री के क्रिस्टल अनाज और छिद्रों को यथासंभव छोटा होना आवश्यक है।

 

3. अल्ट्रासोनिक सतह तरंग का संचरण क्षीणन छोटा होना चाहिए

अल्ट्रासोनिक सतह का क्षीणन wएल  एवेन्यू ट्रांसमिशन भौतिक गुणों और सतह की स्थिति से संबंधित है पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक मटेरिया एल  ही। यदि छिद्र और दाने बहुत बड़े हैं, तो बिखरने का नुकसान प्रेरित होगा, जबकि दानों के बीच कंपन के दौरान घर्षण नुकसान के कारण क्षीणन भी होगा। इसलिए, प्रक्रिया उपचार के अलावा, इसे सामग्री के चयन द्वारा भी निर्धारित किया जाना चाहिए।

 

4. इलेक्ट्रोमैकेनिकल रूपांतरण दक्षता में सुधार के लिए इलेक्ट्रोमैकेनिकल युग्मन गुणांक जितना संभव हो उतना ऊंचा होना चाहिए

इलेक्ट्रोमैकेनिकल युग्मन गुणांक पीज़ोइलेक्ट्रिक सामग्रियों की यांत्रिक ऊर्जा और विद्युत ऊर्जा के बीच रूपांतरण दक्षता को दर्शाता है। यह एक बहुत ही महत्वपूर्ण संकेतक है. यह न केवल सामग्री की लोच, ढांकता हुआ गुणों और पीज़ोइलेक्ट्रिक गुणों से निकटता से संबंधित है, बल्कि विभिन्न कंपन मोड के साथ भी घनिष्ठ संबंध रखता है। रूपांतरण दक्षता में सुधार करने के लिए, इलेक्ट्रोमैकेनिकल युग्मन गुणांक जितना बड़ा होगा, उतना बेहतर होगा। इससे सिग्नल प्रोसेसिंग के दौरान ऊर्जा हानि भी कम होती है। आम तौर पर, पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक सामग्रियों का इलेक्ट्रोमैकेनिकल युग्मन गुणांक अपेक्षाकृत बड़ा होता है, इसलिए यह पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक के लिए आसान है।

 

5. बेहतर स्थिरता और दोहराव

जब उपकरण का बड़े पैमाने पर उत्पादन किया जाता है, तो समान सामग्री या सामग्री के समान बैच के स्थानीय क्षेत्रों के बीच प्रदर्शन अंतर छोटा होना चाहिए ताकि उपकरण ठीक से काम कर सके। पीजोइलेक्ट्रिक सिंगल क्रिस्टल सामग्रियों की बेहतर स्थिरता और दोहराव के कारण पीजोइलेक्ट्रिक सिंगल क्रिस्टल पर इसका बहुत कम प्रभाव पड़ता है, लेकिन पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक सामग्रियों पर इसका प्रभाव अधिक होता है। सामग्रियों के फैलाव को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक कच्चे माल का फैलाव, अवयवों का वजन विचलन, सिंटरिंग तापमान और समय का नियंत्रण हैं। जब प्रमुख विशेषताओं (जैसे ध्वनि की गति) का विचलन 1% तक पहुँच जाता है, तो यह उपकरणों के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए पहले से ही अस्वीकार्य है, इसलिए इसे 0.1% से कम होना अधिक कठोर है।