कम तापमान वाले सिंटेड पीजेडटी पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक के विकास में प्रगति मुख्य रूप से कम पिघलने वाले ग्लास, यौगिक या यौगिक हैं जिन्हें पीजेडटी पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक के साथ ठोस रूप से हल किया जा सकता है।
4.1 कम गलनांक वाला पदार्थ डालकर ठंडा करना
PZT का सिंटरिंग तापमान पीजो सिरेमिक सेंसर को ठोस चरण विधि द्वारा कम पिघलने वाली सामग्री PbO·WO3 को डोपिंग करके कम किया जाता है। यह पाया गया कि जब PbO·WO3 डोपिंग की मात्रा 0.5 mol% है, तो शुद्ध पेरोव्स्काइट चरण को 900 डिग्री सेल्सियस पर रखकर प्राप्त किया जा सकता है। रचना का सर्वोत्तम प्रदर्शन 1100 डिग्री सेल्सियस पर रखकर प्राप्त किया जा सकता है। ढांकता हुआ स्थिरांक 1593 है, ढांकता हुआ हानि tan δ = 0. 019, पीजोइलेक्ट्रिक गुणांक d33 = 363. 5 × 10 pCPN, इलेक्ट्रोमैकेनिकल युग्मन गुणांक Kp = 0. 596, यांत्रिक गुणवत्ता कारक Qm = 88। 4. यह पाया गया है कि कम पिघलने बिंदु PbO·WO3 पूरी तरह से सिंटरिंग प्रक्रिया के दौरान एक तरल चरण बनाता है और क्रिस्टल जाली में प्रवेश करता है, जो एक तरल चरण सिंटरिंग, सिंटरिंग तापमान के रूप में कार्य करता है और दो चरणों के गठन से बचाता है। पीएमएस-पीजेडटी पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक के माइक्रोस्ट्रक्चर और पीजोइलेक्ट्रिक गुणों पर विभिन्न सिंटरिंग तापमान का प्रभाव। प्रायोगिक परिणाम बताते हैं कि पीएमएस - पीजेडटी सिरेमिक अभी भी 1100 से 1150 डिग्री सेल्सियस तक मध्यम और निम्न तापमान सिंटरिंग पर एक घनी संरचना बना सकता है, और पीजोइलेक्ट्रिक और ढांकता हुआ गुण इष्टतम सिंटरिंग तापमान (1240 डिग्री सेल्सियस) पर प्राप्त गुणों के करीब हैं। इसका मुख्य कारण यह है कि PbO और Sb2O5 कम सिंटरिंग तापमान (1100 से 1150 डिग्री सेल्सियस) पर एक संक्रमण तरल चरण बना सकते हैं, जिससे सामग्री के घनत्व को बढ़ावा मिलता है और अनाज सीमा पर एक माध्यमिक चरण के रूप में समृद्ध होता है। जैसे-जैसे सिंटरिंग तापमान बढ़ता है, वे एकल पेरोव्स्काइट संरचना बनाने के लिए क्रिस्टल जाली में फिर से प्रवेश कर सकते हैं। पीएमएन-पीजेडटी मल्टी-लेयर लेमिनेटेड पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक ट्रांसफार्मर के कम तापमान वाले सिंटरिंग का अध्ययन किया गया। PMN-PZT सिरेमिक में सिंटरिंग सहायक के रूप में Li2CO3 और Bi2O3 को जोड़कर, PMN-PZT पोर्सिलेन को कम करने के लिए सिंटरिंग के दौरान LiBiO2 तरल चरण का गठन किया गया था। सिंटरिंग तापमान का उद्देश्य और Bi3 + (0. 96 ! ) और Li + (0. 74 ! ) ने क्रमशः Pb2 + ( 1. 18 ! ) और Ti4 + (0. 68 ! ) को प्रतिस्थापित किया, और Pb रिक्तियों का गठन किया। और ओ रिक्ति ने दोहरी संशोधन भूमिका निभाई है। पीजो सिरेमिक सामग्री को 940 डिग्री सेल्सियस के कम तापमान पर सिंटर किया जा सकता है, और घनत्व सैद्धांतिक घनत्व के 96% तक पहुंच जाता है, और इसमें उत्कृष्ट ढांकता हुआ और पीजोइलेक्ट्रिक प्रदर्शन पैरामीटर होते हैं। इसमें PZT (52P48) सिरेमिक के सिंटरिंग तापमान को कम करने के लिए सिंटरिंग सहायता के रूप में Bi4 Ti3O12 मिश्रित ऑक्साइड मिलाया जाता है। यह पुष्टि की गई कि सिंटरिंग के दौरान सिंटरिंग घनत्व को बढ़ावा देने के लिए Bi4 Ti3O12 बड़ी मात्रा में तरल चरण बना सकता है। दूसरों ने सिंटरिंग को बढ़ावा देने के लिए एक संक्रमण तरल चरण और 950 डिग्री सेल्सियस पर पर्याप्त रूप से सिंटर कॉम्पैक्ट बनाने के लिए PMN-PZT में Li2O जोड़ने की कोशिश की। इसके अलावा, PZT की तरल चरण सिंटरिंग को MnO2, PbF2, NaF, V2O5 और इसी तरह जोड़कर भी प्राप्त किया जा सकता है। हालाँकि, कम पिघलने वाले ग्लास या ऑक्साइड को जोड़ने से दूसरा चरण शुरू हो सकता है, और बहुत अधिक दूसरे चरण की उपस्थिति अनिवार्य रूप से पीजो सिरेमिक के ढांकता हुआ स्थिरांक में महत्वपूर्ण कमी की ओर ले जाती है, और ढांकता हुआ नुकसान टैन δ में वृद्धि होती है, जिसे नोट किया जाना चाहिए।
3. 2 ठोस घोल बनाकर ठंडा करना
यह Pb0 का उपयोग करके एक पारंपरिक ठोस चरण संश्लेषण विधि तैयार की जाती है। 94 श्र0. 06 (Ni1P2 W1P2 ) 0. 02 (Mn1P3 Nb 2P3) 0. 07 (Zr0. Ti0. 49 ) 0. 91 ( 0. 02PNW - 0. 07PMnN - 0. 91PZT) पीज़ोइलेक्ट्रिक डिस्क क्रिस्टल । Fe3 + और Bi3 + जैसे नरम डोपिंग आयनों को पेश करने के लिए कम पिघलने वाले BiFeO3 को जोड़कर, चूंकि आयन का आकार, जाली प्रकार और बिजली की कीमत PZT पीजो क्रिस्टल चरण ए से बहुत अलग नहीं है, इसलिए उन्हें एक ठोस समाधान बनाने के लिए पारस्परिक रूप से भंग किया जा सकता है। सिंटरिंग को बढ़ावा देने के लिए सिंटरिंग के दौरान एक तरल चरण बनता है। साथ ही, नरम आयनों की शुरूआत पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक के गुणों में भी सुधार कर सकती है। जब BiFeO3 की डोपिंग मात्रा 10% (mol) होती है, तो 950 डिग्री सेल्सियस पर सिंटर किए गए PNW-PMnN-PZT सिरेमिक में सबसे अच्छा पीजोइलेक्ट्रिक गुण होते हैं। इसे पारंपरिक ठोस चरण विधि द्वारा PZT में Pb (Cu0. 33Nb0. 67) O3 जोड़कर PZT-PCN का एक टर्नरी यौगिक प्राप्त किया जाता है। जब पीसीएन की सापेक्ष सामग्री 0.08 है, तो 1050 पर 2 घंटे के लिए सिंटरिंग का घनत्व 7.8 से 7.9 gPcm3 तक पहुंच सकता है, जो सैद्धांतिक घनत्व का 98% है। 2 घंटे के लिए 950 डिग्री सेल्सियस पर सिंटरिंग ने बेहतर विद्युत गुण दिए: d33 = 473 pCPN, εr = 1636, Kp = 0.64। लेखकों का मानना है कि पीसीएन और पीजेडटी एक ठोस समाधान बनाते हैं, जिसमें CuO का प्रारंभिक पिघलना Nb5 + के डोपिंग संशोधन में योगदान देता है, और एक साथ बनने वाला तरल चरण सिंटरिंग तापमान को कम कर देता है। उस मामले की प्रतीक्षा की जा रही है जहां MnO2 को PZT-PZN से डोप किया जाता है। जब MnO2 की डोपिंग मात्रा 0.4 wt% है, तो PZT-PZN सिरेमिक को 4 घंटे के लिए 930 डिग्री सेल्सियस पर सिंटरिंग के बाद पूरी तरह से सघन किया जा सकता है। उपलब्ध सर्वोत्तम विद्युत गुण Qm = 1000, Kp = 0.62, d33 = 330 pCPN हैं। तंत्र इस प्रकार है कि PZT, PZN के साथ एक ठोस घोल बनाता है, जो सिंटरिंग तापमान को कम करता है और पीजो सिरेमिक के विद्युत गुणों में सुधार करता है। एमएनओ2 जोड़कर, यह गाढ़ा करने और सिंटरिंग की भूमिका निभाता है, जिससे सामग्री सघन हो जाती है और सिंटर करना आसान हो जाता है, और सामग्री के क्यूएम मूल्य में सुधार होता है। इसके अलावा, PZT सिरेमिक के साथ ठोस घोल बनाने में सक्षम एक ठोस घोल BaCu0 है। 5W0. 5 O3 (BCW), NaNbO3 [20 ], Sr (Cu1P2 W1P2 ) O3, BiFeO3 (BF), और इसी तरह। ये एडिटिव्स न केवल सिंटरिंग तापमान को कम करते हैं, बल्कि उनके प्रदर्शन को बनाए रखते हैं और सुधारते हैं, जो ऊर्जा की बचत और पर्यावरण प्रदूषण में कमी के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।
सामान्य तौर पर, सिंटरिंग तापमान को अनुचित तरीके से कम करना पीज़ोसेरेमिक ट्यूब ट्रांसड्यूसर सामग्री के परिणामस्वरूप प्रदर्शन में कमी आती है। इसलिए, जबकि तापमान बहुत कम हो जाता है, पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक सामग्री के कम तापमान सिंटरिंग को प्राप्त करने के लिए सिरेमिक बॉडी के घनत्व और अच्छे प्रदर्शन को सुनिश्चित किया जा सकता है। बेशक, कम तापमान वाली सिंटरिंग न केवल एक ही मार्ग से प्राप्त की जाती है, बल्कि सर्वोत्तम परिणाम प्राप्त करने के लिए विभिन्न तरीकों, समन्वय और दीर्घकालिक पूरक के संयोजन की आवश्यकता होती है। तरल चरण सिंटरिंग की सरल प्रक्रिया, कम लागत और कम तापमान पर पीजो सिरेमिक के अच्छे प्रदर्शन के कारण, यह देश और विदेश में एक गर्म शोध विषय बन गया है, और औद्योगिक उत्पादन में इसके व्यापक अनुप्रयोग की संभावनाएं हैं। वर्तमान में, मल्टीलेयर पीजो सिरेमिक चिप उपकरणों को तैयार करने की लागत को कम करने और चिप उपकरणों के रूप में चांदी और तांबे के सह-फायर्ड आंतरिक इलेक्ट्रोड का उपयोग करने के उद्देश्य को साकार करने के लिए, पीजेडटी पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक की कम तापमान वाली सिंटरिंग तकनीक का अध्ययन करना विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।
हुबेई हन्नास टेक कंपनी लिमिटेड एक पेशेवर पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक और अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर निर्माता है, जो अल्ट्रासोनिक प्रौद्योगिकी और औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए समर्पित है।
