Vijesti

Vi ste ovdje: Dom / Vijesti / Osnove piezoelektrične keramike / Proces piezoelektričnog keramičkog pretvorničkog transformatora

Postupak piezoelektričnog keramičkog pretvorničkog transformatora

Pregleda: 11 Autor: Urednik stranice Vrijeme objave: 2019-09-04 Porijeklo: stranica

Raspitajte se

Proizvodnja i istraživanje piezoelektrični keramički materijali za piezoelektrične transformatore velike snage U istraživanju piezoelektričnih keramičkih materijala, kineska su istraživanja relativno zaostala. Prema statistici, u šest godina od 1997. do 2002., među više od 60 patenata objavljenih u Kini za piezoelektričnu keramiku i njihove primjene, bilo je oko 50 prijava, od kojih je samo njih gotovo 80. Postoje 2 stavke u Koreji, a postoje samo 4 stavke u Kini, od kojih se očekuje da će se samo jedna primijeniti na piezoelektrične transformatore. Posljednjih godina, iako niti jedna druga strana tvrtka nije predala patente za istraživanje i primjenu piezoelektričnih keramičkih materijala u Kini, oni se mogu koristiti za proizvodnju piezoelektrične keramike na bazi PZT-a za piezoelektrične keramičke transformatore velike snage. Može se koristiti za proizvodnju piezoelektričnih transformatora izlazne snage iznad 30W. Uspješno je primijenjen na fluorescentne svjetiljke za svakodnevnu uporabu. Ferropermov Pz24 temeljen na PZT-u također je uspješno primijenjen na sonde velike snage. Iako su u našoj zemlji neki istraživački instituti koristili piezoelektrične materijale temeljene na NEC materijalima za pripremu piezoelektričnih transformatora s izlaznom snagom ispod niske (ali situacija istraživanja i primjene piezoelektrične keramike još uvijek nije optimistična.

Budući da je višeslojnim piezoelektričnim keramičkim transformatorima lako postići minijaturizaciju i veliku izlaznu snagu, neki istraživači u zemlji i inozemstvu često usvajaju višeslojnu strukturu u istraživanju piezoelektričnih transformatora. Najjednostavnija struktura višeslojnog piezoelektričnog keramičkog transformatora tipa Rosen može se smatrati kompozitnim i pojednostavljenim postupkom u smjeru debljine pomoću mnoštva jednodijelnih piezoelektričnih keramičkih transformatora tipa Rosen. Ulazni kraj je naizmjenično laminiran i pečen pomoću a piezoelektrični keramički disk i materijal elektrode, što neizbježno uključuje problem zajedničkog paljenja između piezo keramičkog materijala i materijala elektrode. Trenutno, mnogi PZT piezo keramički materijali za piezoelektrične transformatore imaju problem pretjerano visoke temperature (> 11000C) u proizvodnji višeslojnih piezoelektričnih keramičkih transformatora, potrebno je koristiti veći udio elektrodnih materijala koji sadrže plemenite metale. U proizvodnji piezoelektričnih transformatora trošak materijala za elektrode iznosi oko 2/3 ukupnih troškova. Stoga, kako bi se smanjili troškovi proizvodnje, piezoelektrični materijal piezoelektričnog transformatora je imperativ, ali antioksidacijska izvedba osnovnog metala pod visokom temperaturom je izuzetno loša. Zbog jednostavnosti i ekonomičnosti procesa, većina proizvođača piezoelektričnih uređaja u Kini trenutno koristi sinteriranje u oksidirajućoj atmosferi tijekom proizvodnje. Kada je temperatura sinteriranja iznad 1100° C, osnovni metal kao što je Ni lako se oksidira, što povećava kontaktni otpor između elektrode i keramičkog materijala i ima veliki negativan utjecaj na uređaj. U trenutnoj situaciji postoje dva načina za 'metalizaciju rutenijem' elektroda piezoelektričnih uređaja: Prvo, pod uvjetom da to ne utječe na izvedbu uređaja, temperatura sinteriranja upotrijebljenog piezo keramičkog materijala je na odgovarajući način smanjena, čime se smanjuje trenutni domaći . Količina piezo keramike od plemenitog metala koristi se u široko rasprostranjenom srebrnom materijalu elektrode; drugi je usvojena temeljita 'metalizacija rutenija', koja se sinterira u redukcijskoj atmosferi. Realizacija drugog načina za kinesku trenutnu elektroničku piezo keramičku proizvodnju, poteškoća je vrlo velika. Budući da je većina trenutnog kineskog elektroničkog pogona za proizvodnju keramike, korištenje oksidirajuće atmosfere peći u koraku. Postizanje reduktivnog sinteriranja znači znatnu zamjenu originalne opreme, što je očito nepodnošljivo za proizvodnju elektronske piezo keramike u Kini, koja kasni s radom. Stoga je postizanje niskog stupnja gorenja jedan od smjerova istraživanja materijala za piezoelektrične transformatore velike snage. Takvo djelovanje postojećih bezolovnih materijala nije zadovoljavajuće. Iako je u području piezoelektričnih istraživanja, korištenje materijala bez olova za zamjenu postojećih PT ili PZT materijala budući trend, a teško ga je postići u kratkom roku zbog postojećih znanstvenih i tehnoloških uvjeta. U isto vrijeme, Qm i Kp čistih PZT materijala su par međusobno ograničavajućih faktora, jedan visok, a drugi mora biti nizak. Stoga su u istraživačkom polju piezoelektričnih materijala velike snage oči istraživača uglavnom usredotočene na olovo lantan manat (PMS), olovo nimanat (PMN), olovo cink niobat (PZN) i druge komponente i PZT. Istraživanje ternarnih, kvartarnih ili multivarijantnih sustava. Iz gornjih primjera može se vidjeti da piezoelektrična keramika velike snage ima sljedeće karakteristike u pogledu sastava: glavne komponente piezoelektrične keramike velike snage su uglavnom PZT, a omjer Zr/Ti blizu je kvazi-homofazne granice. To je uglavnom zbog postojanja kvazi-homofazne granice između opuštenog feroelektričnog kompleksa i PZT piezo. Zbog postojanja kvazi-homogene fazne granice, postoji veliki prostor za prilagodbu za odabir i dizajn sastava materijala i izvedbe. Novi rezultati istraživanja kvazi-homofazne granice također pokazuju da C20-221: postoji monoklinska feroelektrična faza na kvazi-homofaznoj granici, a polarna os monoklinske feroelektrične faze može biti između njih. U bilo kojem smjeru, tako da je u materijalu sastava u blizini kvazi-homofazne granice otklon domene tijekom polarizacije lakši, a piezoelektrična svojstva materijala u blizini kvazi-homofazne granice optimalna. Budući da je Curiejeva temperatura relaksiranih feroelektrika relativno niska, kao što je: Pb (Z n, /3Nb2/3), njezina Tc = 1400C, pa je sadržaj PZT u tim sustavima veći, kako bi se osiguralo da materijal ima višu temperaturu Tc.

Komponente velike snage dodaju se povrh glavne komponente, kao što su PMS, PMN, PZ N, itd. Štoviše, piezo elementi sadržani u ovim modificiranim dodatnim komponentama obično imaju i 'donor' i 'akceptor' funkcije. Iz poznavanja piezoelektriciteta poznato je da se PZT-u u donorskom stanju dodaje element za dopiranje, što potiče stvaranje kationskih slobodnih mjesta, što je korisno za rotaciju domene tijekom polarizacije, a materijal postaje 'mekan'; inače, ako doping piezo element ulazi u PZT u stanju potiče stvaranje slobodnih mjesta kisika i nije pogodan za rotaciju domena, a PZT materijal je relativno tvrd. Na kraju, zbog različitog dopinga, svojstva materijala pojavljuju se u dvije različite varijacije. Osim toga, pravilno 'meko' ili 'tvrdo' dopiranje materijala na bazi PZT-a također će doprinijeti ukupnim svojstvima materijala protiv starenja. To je usporedba svojstava 'meke' keramike i 'tvrde' keramike. Iz usporedbe možemo vidjeti da kada se priprema piezoelektrična keramika velike snage, PZT keramika je jednostavno dopirana 'donorskim' ili 'akceptorskim' elementima. Razno, teško je ispuniti zahtjeve 'dvostruko visokog' i 'dvostruko niskog' za piezoelektrične materijale velike snage. Stoga je potrebno 'dvostruko', to jest modificiranje dopinga PZT-a (uključujući 'glavni dodatni element' - dopirajući piezo element dodan u obliku relaksirajućeg feroelektrika, i 'dodatni element' dodan u oksidiranom obliku. Kada je piezo element dopiran, određena količina piezo elemenata koji imaju donorske i akceptorske doping učinke ugrađena je u određenom omjeru, tako da materijal postiže najbolju izvedbu u interakciji dvaju doping učinaka. Kao u gore navedenim primjerima, 'pomoćni dodatak' element ili kombinacija Nie cinka i bizmut mangana Osim toga, kada je potrebno izvršiti odvojenu prilagodbu 'mekih' ili 'tvrdih' svojstava materijala tijekom procesa istraživanja, također je moguće odabrati neke elemente kao što je Ming kristalna zrna tijekom sinteriranja, a izvedba se može optimizirati kada postoji više dopinga piezo keramički senzor je ispravno usklađen. Štoviše, pravilan odabir 'glavnog plusa' i 'pomoćnog' elemenata također može formirati prijelaznu tekuću fazu u kombinaciji s olovom tijekom procesa sinteriranja porculana, tako da se materijal može sinterirati u porculan na nižoj temperaturi kako bi se snizila temperatura sinteriranja.

Kroz gornju analizu dostupni su sljedeći principi za odabir i dizajn materijala za piezoelektrične keramičke transformatore velike snage:

(1) Materijal glavne komponente odabire PZT kako bi se osiguralo da materijal ima visoku . Konačno se može zajamčiti da temperatura ima širok raspon radne temperature za piezoelektrični transformator;
(2) Omjer glavne komponente Zr/Ti treba odabrati blizu kvazi-homofazne granice kako bi se osigurala dobra piezoelektrična aktivnost materijala;
(3) Formiranje višekomponentnog materijala za prilagodbu i poboljšanje materijala korištenjem opuštenog feroelektričnog materijala ili piezo elementa koji ima i 'donor' i 'akceptor' doping funkciju kao 'pomoćni' element ili treću ili četvrtu komponentu. To je sveobuhvatna izvedba
(4) Odgovarajuće odabrani 'pomoćni elementi', kao što su srebro i antimon, mogu spriječiti rast kristalnih zrnaca tijekom sinteriranja, što je korisno za dobivanje fino zrnate keramike i poboljšanje ukupne učinkovitosti materijala.