पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक का ध्रुवीकरण क्या है?

पीज़ो सिरेमिक की ध्रुवीकरण प्रक्रिया पर्याप्त है या नहीं, इसका भौतिक गुणों पर बहुत प्रभाव पड़ता है। इसलिए, ध्रुवीकरण की स्थिति, ध्रुवीकरण विद्युत क्षेत्र, ध्रुवीकरण तापमान और ध्रुवीकरण समय का यथोचित चयन करना आवश्यक है, जिन्हें ध्रुवीकरण के तीन तत्वों के रूप में जाना जाता है।

(1) ध्रुवीकृत विद्युत क्षेत्र

ध्रुवीकृत विद्युत क्षेत्र की कार्रवाई के तहत डोमेन को विद्युत क्षेत्र की दिशा में संरेखित किया जा सकता है, इसलिए यह ध्रुवीकरण की स्थिति में मुख्य कारक है। ध्रुवीकरण विद्युत क्षेत्र जितना अधिक होगा, डोमेन के संरेखण का प्रभाव उतना ही अधिक होगा, ध्रुवीकरण उतना ही पर्याप्त होगा। लेकिन अलग-अलग सूत्रों की ऊंचाई अलग-अलग होनी चाहिए। ध्रुवीकृत विद्युत क्षेत्र का परिमाण मुख्य रूप से पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक के आक्रामक क्षेत्र ईसी पर निर्भर करता है। डोमेन को चलाने और बाहरी क्षेत्र की दिशा में संरेखित करने के लिए ध्रुवीकरण विद्युत क्षेत्र ईसी से अधिक होना चाहिए। यह आम तौर पर ईसी से 2-3 गुना होता है। ईसी का आकार पीजो सिरेमिक की संरचना और संरचना से संबंधित है। टेट्रागोनल चरण PZT-आधारित सामग्रियों के लिए, Zr/Ti अनुपात घटने के साथ EC बढ़ रहा है। तीन-दिशा क्षेत्र में, Zr/Ti अनुपात के साथ EC में परिवर्तन महत्वपूर्ण नहीं है। यदि प्रतिस्थापन अनुपात कम हो जाता है, तो सामग्री का क्रिस्टल अक्ष अनुपात सी/ए, 90o डोमेन रोटेशन एक छोटा आंतरिक तनाव पैदा करता है, रोटेशन आसान होता है, और ईसी कम होता है। नरम योजक ईसी को कम करते हैं और कठोर योजक ईसी को बढ़ाते हैं। व्यावहारिक PZT श्रृंखला सामग्री EC 0.6-1.6 Kv/mm की सीमा में है। बढ़ते तापमान के साथ ईसी भी कम हो जाती है। इसलिए, यदि ध्रुवीकरण तापमान बढ़ता है, तो ध्रुवीकरण विद्युत क्षेत्र को तदनुसार कम किया जा सकता है।

ध्रुवीकृत विद्युत क्षेत्र भी पीजो सिरेमिक की ब्रेकडाउन ताकत ईबी द्वारा सीमित है। एक बार जब ध्रुवीकृत विद्युत क्षेत्र ईबी आकार तक पहुंच जाता है, तो पीजो सिरेमिक टूटने के बाद बेकार हो जाता है। छिद्रों, दरारों और असमान संरचना की उपस्थिति के कारण ईबी तेजी से गिरता है। इसलिए, पूर्व-तैयारी प्रक्रिया में उत्पाद का घनत्व और एकरूपता सुनिश्चित होनी चाहिए। ईबी का आकार पीजो डिस्क और सिलेंडर की ध्रुवीकरण मोटाई से भी संबंधित है, और इसका संबंध मोटे तौर पर सूत्र के अनुरूप है: ईबी = 26.2t0.39, जहां ईबी ब्रेकडाउन विद्युत क्षेत्र (केवी/सेमी) है और टी मोटाई (सेमी) है। इसलिए, मोटे उत्पादों के लिए, ध्रुवीकरण तापमान को बढ़ाकर ध्रुवीकरण विद्युत क्षेत्र को तदनुसार कम किया जाता है, एक अच्छा ध्रुवीकरण प्रभाव प्राप्त करने के लिए ध्रुवीकरण का समय बढ़ाया जाता है।

ध्रुवीकृत विद्युत क्षेत्र और ध्रुवीकरण समय की स्थिति के तहत, जब पीज़ोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर अनुप्रयोगों का ध्रुवीकरण तापमान अधिक होता है, तो डोमेन अभिविन्यास का अभिविन्यास आसान होता है और ध्रुवीकरण प्रभाव बेहतर होता है। मुख्य कारण इस प्रकार हैं: (1) बढ़ते तापमान के साथ पीजो क्रिस्टल अनिसोट्रॉपी कम हो जाती है, और डोमेन का आंतरिक तनाव छोटा हो जाता है, यानी प्रतिरोध छोटा होता है, इसलिए ध्रुवीकरण आसान होता है। 2 बढ़ते तापमान के साथ हिस्टैरिसीस लूप संकरा हो जाता है, यानी, जबरदस्ती क्षेत्र छोटा हो जाता है, और वास्तव में डोमेन गति को आसान बनाता है। 3 बढ़ते तापमान के साथ अंतरिक्ष आवेश प्रभाव कम हो जाता है। कुछ अशुद्धियाँ उत्पाद में बड़ी मात्रा में स्पेस चार्ज का कारण बनती हैं, जिसके परिणामस्वरूप एक मजबूत स्पेस चार्ज क्षेत्र बनता है, जो बाहरी रूप से लागू ध्रुवीकरण क्षेत्र को बचाता है, जो ध्रुवीकरण के लिए अनुकूल नहीं है। जब तापमान बढ़ता है, तो उत्पाद की विद्युत चालकता बढ़ जाती है, अंतरिक्ष चार्ज को स्थानांतरित करना आसान होता है, संचय कम हो जाता है, और अंतरिक्ष चार्ज क्षेत्र का परिरक्षण प्रभाव कम हो जाता है, जो ध्रुवीकरण के लिए अनुकूल है। ध्रुवीकरण तापमान सामग्री संरचना से संबंधित है। कुछ सामग्रियां व्यापक रूप से इलेक्ट्रोमैकेनिकल युग्मन गुणांक के पीजोइलेक्ट्रिक गुणों को प्रतिबिंबित करती हैं, केपी मान मूल रूप से ध्रुवीकरण तापमान से प्रभावित नहीं होता है, जिसे कम तापमान पर ध्रुवीकृत किया जा सकता है, जैसे नरम योजक के साथ पीजेडटी प्रणाली। कुछ सामग्रियों को बड़े kp के लिए उच्च तापमान पर ध्रुवीकरण की आवश्यकता होती है, जैसे PZT पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक तत्व । कठोर योजकों के साथ व्यवहार में, जब ध्रुवीकरण तापमान का चयन किया जाता है, तो तापमान अधिक होता है, क्योंकि ध्रुवीकरण तापमान बढ़ने से ध्रुवीकरण का समय कम हो सकता है और ध्रुवीकरण दक्षता में सुधार हो सकता है। हालांकि, उच्च तापमान पर, अक्सर समस्या का सामना करना पड़ता है कि उत्पाद की प्रतिरोधकता बहुत छोटी है, रिसाव धारा बड़ी है, और झेलने वाला वोल्टेज कम है, यानी वोल्टेज नहीं जोड़ा जा सकता है। फॉर्मूलेशन से संबंधित होने के अलावा, यह खराब घनत्व और कम विद्युत प्रतिरोधकता से भी संबंधित है। उन लेखों के लिए जो केवल फॉर्मूलेशन से संबंधित हैं, केवल ध्रुवीकरण क्षेत्र कम किया जाता है और ध्रुवीकरण समय बढ़ाया जाता है।

(3) ध्रुवीकृत समय