Nova primjena piezoelektričnih keramičkih materijala

Piezoelektrična keramika bez olova, iako piezoelektrična keramika na bazi olova dominira primjenom u piezoelektričnom polju. Međutim, osnovna piezoelektrična keramika je materijal koji je štetan za ljudsko tijelo i okoliš. Među njima, otrovni se lako ispare tijekom obrade i sinteriranja, uzrokujući štetu ljudskom tijelu i okolišu. Stoga je potraga za piezoelektričnim keramičkim materijalom koji je usporediv s piezo keramikom i ne sadrži olovo postala hitna potreba u području elektroničkih materijala. Trenutno se žarišta istraživanja u zemlji i inozemstvu uglavnom fokusiraju na dvije kategorije: one koje sadrže bizmut piezo keramički senzor i bezolovna piezoelektrična keramika sa strukturom perovskita. Slojevita piezoelektrična keramika sastoji se od dvodimenzionalnog perovskita i pravilno naizmjenično raspoređenih slojeva. Njegova posebna slojevita struktura određuje sljedeće karakteristike: nisku dielektričnu konstantu, visoku curie temperaturu, visok koeficijent elektromehaničke sprege, te očitu anizotropiju i visoku otpornost. Niska dielektrična brzina proboja i niska temperatura sinteriranja. Ove karakteristike određuju da je piezo keramika posebno prikladna za primjenu pri visokim temperaturama i visokim frekvencijama, čime se rješava nedostatak nestabilne izvedbe piezoelektrične keramike pod rezonancijom velike snage. Međutim, piezoelektrična keramika slojevita tantalom ima svoje nedostatke: jedan je da je koercitivno polje previsoko, što ne pogoduje polarizaciji; drugi je niska piezoelektrična aktivnost i nizak otpor. Kako bi se prevladala ova dva nedostatka, glavna uporaba je visokotemperaturna polarizacija, jer se koercitivno polje smanjuje s porastom temperature i modifikacijom dopinga. Kako bi se dobila visoka impedancija, baza je dopirana, a gustoće rezultata su i teorijske i iznad otpora. Osim toga, baza je također dopirana, što je rezultiralo JG do 01 A66. Ova svojstva određuju da je tantalova piezo keramika prikladna za visokotemperaturne senzore, oscilatore i filtre. 

Svojstva keramike ispitivana su sinteriranjem na niskim temperaturama. Rezultati pokazuju da svi uzorci imaju teoretsku gustoću AD i da se ne proizvodi druga faza; dopiranje smanjuje veličinu zrna i ograničava anizotropni rast; U piezoelektričnoj keramici bez olova za perovskitne strukture, ima veliku veličinu za piezoelektričnu keramiku bez olova i prikladan je za korištenje kao pokretač i uređaj velike snage. Međutim, niska Curiejeva temperatura, veliko koercitivno polje i niska relativna gustoća piezo keramike ograničavaju zahtjeve njene primjene. Postupno eliminirajte upotrebu olova i teških metala. Trenutno je priprema još uvijek vrlo teška, posebno u pogledu gustoće. Dopiranje može povećati gustoću sinteriranja; korištenjem nano-praha za proizvodnju nano-praha finim mljevenjem i pripremanjem perovskitne piezoelektrične keramike relativne gustoće sinteriranjem, piezoelektrična keramika natrijevog stroncij titanata također je vruća točka u istraživanju piezoelektrične keramike bez olova. Ima strukturu perovskita. Slično, natrijev bizmut titanat također ima nisku piezoelektričnu aktivnost i veliko koercitivno polje. Trenutačno je koercitivno polje modificiranog materijala natrijevog barijevog titanata uglavnom smanjeno dodavanjem većeg broja perovskitnih strukturnih dodataka; piezoelektrična keramika je uvelike poboljšana, a materijal je prikladan za proizvodnju piezoelektričnog filtra i piezoelektričnih rezonatora, itd. Iz gore navedenog može se vidjeti da je piezoelektrična keramika koja sadrži olovo ili piezoelektrična keramika bez olova uglavnom modificirana dodavanjem raznih dodataka u trenutnim uvjetima. Stoga su piezoelektrični keramički materijali općenito složene keramičke čvrste otopine. Sastav višekomponentnih materijala dodaje složenost. To će donijeti velike poteškoće u ispitivanju učinkovitosti materijala. U analizi performansi materijala tradicionalnim metodama, kako bi se dobio utjecaj određene promjene uvjeta na učinkovitost, često se fiksiraju drugi uvjeti i provodi se velik broj eksperimenata za analizu uvjeta koji se ispituju. Situacija postaje kompliciranija ako se proučavaju učinci nekoliko drugih uvjeta pod određenim uvjetima. Korištenje umjetnih neuronskih mreža za uspostavljanje točnih matematičkih modela za točno predviđanje izvedbe. Metoda je točna! Što je još važnije, formula za optimalnu izvedbu može se proračunati, a njezina je praktična vrijednost nemjerljiva.