Berita

Anda di sini: Rumah / Berita / Dasar-dasar Keramik Piezoelektrik / Masalah dengan bubuk keramik piezoelektrik PZT (2)

Masalah dengan bubuk keramik piezoelektrik PZT (2)

Dilihat: 18 Penulis: Editor Situs Waktu Publikasi: 14-10-2018 Asal: Lokasi

Menanyakan

Yang pertama adalah pemisahan nukleasi dan proses pertumbuhan, yaitu mendorong nukleasi dan mengendalikan pertumbuhan, untuk memastikan bahwa laju nukleasi lebih besar dari laju pertumbuhan, yaitu memastikan bahwa Prekursor bubuk keramik piezo bahan PZT terbentuk di bawah pendinginan super tingkat tinggi atau supersaturasi tinggi. Kedua, pencegahan aglomerasi serbuk PZT termasuk cara menghambat aglomerasi pada saat pembuatan serbuk. 1. Memilih kondisi reaksi yang wajar (seperti pH, konsentrasi reaksi, dan suhu; 2. Sintesis bubuk, proses pengeringan dan perlakuan khusus, termasuk tegangan permukaan rendah selama sintesis bubuk, sehingga dapat diperoleh serbuk padat dengan aglomerasi lebih sedikit; proses pengeringan khusus digunakan dalam proses pengeringan, terutama pengeringan beku, pengeringan superkritis dan pengeringan inframerah jauh, dll. Prinsip dasarnya adalah menghilangkan antarmuka gas-cair dengan tegangan permukaan yang besar, atau membuat partikel tetap dan tidak berdekatan satu sama lain. Untuk Misalnya, liofilisasi adalah penggunaan suhu rendah dan tekanan negatif untuk menyublimkan media cair mentah yang dibekukan menjadi fase padat di bawah tekanan negatif karena Partikel fase padat dibekukan dalam media cair mentah, dan tidak ada antarmuka gas-cair dengan tegangan permukaan yang besar di kapiler antar partikel, sehingga menghindari masalah aglomerasi serius yang disebabkan oleh jembatan cair.

Memilih kondisi kalsinasi terbaik atau proses khusus, seperti penggunaan pemanasan gelombang mikro tanpa perpindahan panas, efisiensi energi yang tinggi dan karakteristik lainnya untuk menggantikan tungku listrik suhu tinggi tradisional, Badan panas PZT komponen tunggal diperoleh pada 600°C. Metode dari transduser elemen piezoelektrik untuk menghilangkan aglomerasi setelah pembentukan kelompok adalah: pengendapan atau sedimentasi, penggilingan dan perawatan ultrasonik dan dispersan, dan sejenisnya. Misalnya, Wang Xicheng menggunakan logam alkoksida dan nitrat sebagai bahan mentah untuk mengontrol secara ketat kondisi kopresipitasi, pencucian, dan dispersi. Dengan menggunakan teknologi pengeringan beku dan proses kalsinasi yang wajar, komponen-komponennya homogen dan tidak menggumpal keras. Fase perovskit tunggal, aktivitas sintering tinggi bubuk halus PZT 52 berukuran mikron. Dibentuk dengan teknologi pengepresan isostatik dingin (CIP), sintering densifikasi dapat dicapai pada 800°C, dan kepadatan relatifnya mencapai 98%.

Pengaruhnya terhadap kualitas PZT produk elemen cakram piezoelektrik terutama mencakup dua aspek: Pertama, penguapan timbal selama proses sintering keramik piezoelektrik PZT menyebabkan komponen menyimpang dari stoikiometri yang akurat sehingga mengurangi kinerja produk; di sisi lain, ini mengacu pada Zr/Ti dalam komponennya. Fluktuasi mempengaruhi stabilitas kinerja produk PZT. Penguapan timbal umumnya dianggap disebabkan oleh semakin tinggi suhu sintering keramik PZT, oksida timbal memiliki tekanan uap jenuh yang relatif tinggi di lingkungan suhu tinggi penguapan timbal, semakin tinggi pula tekanan uap jenuhnya. Semakin mudah timbal diuapkan, dan dengan peningkatan Zr/Ti, suhu sintering keramik piezoelektrik PZT meningkat, tekanan uap jenuh oksida timbal secara bertahap meningkat, dan kehilangan timbal menjadi lebih serius, sehingga PZT dengan keramik piezoelektrik Zr/Ti tinggi lebih sulit untuk disinter, tekanan parsial oksigen yang terlalu rendah selama sintering dapat menyebabkan timbal menguap. Bahan PZT yang dibuat dengan metode fase padat tradisional memiliki aktivitas sintering yang rendah. Suhu sintering umumnya sekitar 1200°C, yang mudah menyebabkan sejumlah besar timbal menguap, dan kinerja produk tidak tinggi. Oleh karena itu, produk PZT yang dibuat dengan metode fase padat sulit memenuhi persyaratan kinerja. Saat ini, langkah-langkah utama yang diambil oleh peneliti material di dalam dan luar negeri untuk penguapan timbal adalah sebagai berikut: Pertama, penambahan timbal yang berlebihan ke dalam sintesis bubuk. pada tahap awal sintering disebabkan oleh pembentukan fase cair, yang dapat meningkatkan area kontak reaktan, mempercepat laju difusi zirkonium, titanium dan dopan meningkatkan keseragaman produk; fase cair pembentuk juga dapat mempercepat pelarutan dan pengendapan. Gerakan difusi memudahkan penyusunan dan pengepakan partikel yang rapat. Yang mempercepat pemadatan produk. Namun, bila jumlah timbal yang ditambahkan terlalu banyak, timbal yang berlebihan akan mengendap pada batas butir di satu sisi, yang akan menurunkan kinerja produk. Di sisi lain, hal ini akan dengan mudah menyebabkan konsentrasi titanium lokal di dalam komponen kristal cakram piezos terlalu tinggi, hal ini disebabkan kelarutan TiO2 dalam oksida timbal fase cair. Lebih besar dari kelarutan ZrO2, sehingga menyebabkan kandungan titanium lokal produk PZT setelah sintering menjadi tinggi, terutama pada batas butir, sehingga mempengaruhi keseragaman struktur mikro dan menurunkan kinerja produk. Penambahan timbal berlebih juga mempengaruhi sifat mekanik komponen keramik piezoelektrik PZT: bila produk memiliki kelebihan timbal yang berlebihan, modus rekahannya adalah rekahan transgranular; kekurangan timbal adalah patahnya batas butir.

Kedua, dalam proses sintering produk, sesuai dengan mekanisme penguapan timbal, sistem sintering yang wajar dan tindakan khusus diterapkan. Ini banyak digunakan untuk menambahkan lembaran atmosfer sintering dan sinter dengan menggunakan teknik bismut lapis ganda, dan untuk mengontrol atmosfer sintering menjadi atmosfer pengoksidasi. Ini akan mengurangi penguapan timbal dan mencegah produk menjadi hitam. Dalam atmosfer yang mereduksi, Ti4+ dengan mudah dibuat menjadi hitam dengan Ti3+ asli.

Yang ketiga adalah menambahkan dopan dalam jumlah yang sesuai. Doping di satu sisi mengurangi penguapan timbal dan di sisi lain meningkatkan kinerja artikel PZT. Yang keempat adalah mempelajari lebih lanjut sintesis bubuk PZT aktivitas tinggi, sehingga keramik piezoelektrik PZT dapat mencapai densifikasi dan sintering pada suhu yang lebih rendah dari kisaran suhu penguapan timbal. Selain itu, mekanisme penguapan timbal masih harus dipelajari lebih lanjut.