पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक क्या है? और पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक की प्रक्रिया प्रवाह।

पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक एक कार्यात्मक पीजेडटी सिरेमिक सामग्री है जो यांत्रिक ऊर्जा और विद्युत ऊर्जा को एक दूसरे में परिवर्तित कर सकती है। तथाकथित पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रभाव का मतलब है कि जब कोई माध्यम यांत्रिक दबाव के अधीन होता है, भले ही यह दबाव ध्वनि तरंग कंपन जितना छोटा हो, तो यह संपीड़न या बढ़ाव और अन्य आकार परिवर्तन उत्पन्न करेगा, जिससे माध्यम की सतह चार्ज हो जाएगी। यह एक सकारात्मक पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव वाला पीजो सिरेमिक सिलेंडर है। इसके विपरीत, जब एक रोमांचक विद्युत क्षेत्र लागू किया जाता है, तो माध्यम यांत्रिक रूप से विकृत हो जाएगा, जिसे व्युत्क्रम पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव कहा जाता है। इस अद्भुत प्रभाव को ऊर्जा रूपांतरण, संवेदन, ड्राइविंग, आवृत्ति नियंत्रण और अन्य कार्यों को प्राप्त करने के लिए लोगों के जीवन से निकटता से संबंधित कई क्षेत्रों में लागू किया गया है।

पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक ट्रांसड्यूसर की सामान्य प्रक्रिया प्रवाह:

(1) सामग्री: सामग्रियों का पूर्व-उपचार करना, अशुद्धियों को दूर करना और नमी को दूर करना, और फिर सूत्र के अनुपात के अनुसार विभिन्न कच्चे माल का वजन करना। ध्यान दें कि बड़ी सामग्रियों के बीच में थोड़ी मात्रा में एडिटिव्स रखे जाने चाहिए।
(2) मिश्रण और पीसना: इसका उद्देश्य सभी प्रकार के कच्चे माल को मिलाना और पीसना है, और कैल्सीनेशन के लिए पूर्ण ठोस चरण प्रतिक्रिया के लिए स्थितियां तैयार करना है। आमतौर पर सूखी या गीली पीसाई को अपनाया जाता है। सूखी पीसने का उपयोग छोटे बैचों के लिए किया जा सकता है, और आंदोलन बॉल मिलिंग या वायु प्रवाह क्रशिंग का उपयोग उच्च दक्षता के साथ बड़े बैचों के लिए किया जा सकता है।
(3) प्री-फायरिंग: इसका उद्देश्य पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक को संश्लेषित करने के लिए उच्च तापमान पर प्रत्येक कच्चे माल की ठोस-चरण प्रतिक्रिया करना है। यह प्रक्रिया बहुत महत्वपूर्ण है और सीधे सिंटरिंग की स्थिति और अंतिम उत्पाद के प्रदर्शन को प्रभावित करेगी।
(4) माध्यमिक बारीक पीसना: इसका उद्देश्य पहले से पकाए गए पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक पाउडर को फिर से बारीक रूप से मिलाना और बारीक पीसना है, ताकि एक समान चीनी मिट्टी के निर्माण और लगातार प्रदर्शन के लिए एक ठोस आधार तैयार किया जा सके।
(5) दानेदार बनाना: इसका उद्देश्य पाउडर को उच्च घनत्व और तरल कण बनाना है। यह विधि मैन्युअल रूप से की जा सकती है लेकिन कम दक्षता के साथ। वर्तमान प्रभावी विधि स्प्रे ग्रैन्यूलेशन है। इस प्रक्रिया में एक बाइंडर जोड़ा जाता है।
(6) गठन: इसका उद्देश्य दानेदार सामग्री को आवश्यक पूर्वनिर्मित रिक्त स्थान में जमा करना है।
(7) प्लास्टिक डिस्चार्ज: इसका उद्देश्य दाने के दौरान जोड़े गए बाइंडर को रिक्त स्थान से हटाना है।
(8) चीनी मिट्टी में सिंटरिंग: रिक्त स्थान को सील कर दिया जाता है और उच्च तापमान पर चीनी मिट्टी में सिंटर किया जाता है। यह लिंक काफी महत्वपूर्ण है.
(9) आकार प्रसंस्करण: जले हुए उत्पादों को आवश्यक तैयार आकार में पीसें।
(10) लक्ष्य इलेक्ट्रोड: आवश्यक सिरेमिक सतह पर एक प्रवाहकीय इलेक्ट्रोड सेट करें। सामान्य विधियाँ सिल्वर परत घुसपैठ, रासायनिक जमाव और वैक्यूम कोटिंग हैं।
(II) उच्च वोल्टेज ध्रुवीकरण: सिरेमिक के आंतरिक विद्युत डोमेन को ओरिएंट करें, ताकि सिरेमिक में पीज़ोइलेक्ट्रिक गुण हों।
(12) उम्र बढ़ने का परीक्षण: पीजो सिरेमिक प्रदर्शन स्थिर होने के बाद संकेतकों की जांच करें कि यह अपेक्षित प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करता है या नहीं।

1880 में, फ्रांसीसी क्यूरी बंधुओं ने 'पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रभाव' की खोज की। 1942 में, संयुक्त राज्य अमेरिका, सोवियत संघ और जापान में पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक सामग्री बेरियम टाइटेनेट बनाया गया था। 1947 में, बेरियम टाइटेनेट पिकअप, पहला पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक उपकरण, का जन्म हुआ। 1950 के दशक की शुरुआत में, बेरियम टाइटेनेट, लेड जिरकोनेट टाइटेनेट की तुलना में कहीं बेहतर प्रदर्शन के साथ एक और पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक सामग्री सफलतापूर्वक विकसित की गई थी। तब से, पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक का विकास एक नए चरण में प्रवेश कर गया है। 1960 से 1970 के दशक तक, पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक में सुधार जारी रहा और वह परिपूर्ण हो गया। उदाहरण के लिए, लेड जिरकोनेट टाइटेनेट बाइनरी पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक में कई तत्वों के साथ सुधार हुआ, और लेड जिरकोनेट टाइटेनेट पर आधारित टर्नरी और क्वाटरनेरी पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक भी अस्तित्व में आए। इन सामग्रियों में उत्कृष्ट प्रदर्शन, सरल निर्माण, कम लागत और व्यापक अनुप्रयोग है।

बाहरी ताकतों के प्रति पीज़ोसेरेमिक की संवेदनशीलता इसे हवा से दर्जनों मीटर दूर उड़ने वाले पंखों की गड़बड़ी का भी एहसास कराती है, और बेहद कमजोर यांत्रिक कंपन को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करती है। पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक की इस विशेषता का उपयोग करके, इसे सोनार सिस्टम, मौसम संबंधी पहचान, टेलीमेट्री पर्यावरण संरक्षण, घरेलू उपकरणों आदि पर लागू किया जा सकता है।
आजकल, पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक को वैज्ञानिकों द्वारा राष्ट्रीय रक्षा निर्माण, वैज्ञानिक अनुसंधान, औद्योगिक उत्पादन और लोगों के जीवन से निकटता से जुड़े कई क्षेत्रों में लागू किया गया है। सूचना युग में वे बहुमुखी हो गए हैं।

एयरोस्पेस क्षेत्र में, पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक से बने पीजोइलेक्ट्रिक जाइरो अंतरिक्ष में उड़ने वाले अंतरिक्ष यान और कृत्रिम उपग्रहों के 'पतवार' हैं। 'पतवार' पर भरोसा करते हुए, अंतरिक्ष यान और कृत्रिम उपग्रह अपने स्थापित अभिविन्यास और पाठ्यक्रम की गारंटी दे सकते हैं। पारंपरिक यांत्रिक जाइरो का जीवनकाल छोटा होता है, सटीकता कम होती है और संवेदनशीलता कम होती है, जो अंतरिक्ष यान और उपग्रह प्रणालियों की आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकता है। हालाँकि, कॉम्पैक्ट पीज़ोइलेक्ट्रिक जाइरोज़ में उच्च संवेदनशीलता और अच्छी विश्वसनीयता होती है।