Proses trafo transduser keramik piezoelektrik

Produksi dan penelitian bahan keramik piezoelektrik untuk transformator piezoelektrik daya tinggi Dalam penelitian bahan keramik piezoelektrik, penelitian China relatif terbelakang. Menurut statistik, dalam enam tahun 1997-2002, di antara lebih dari 60 paten yang diterbitkan di Tiongkok untuk keramik piezoelektrik dan penerapannya, terdapat sekitar 50 penerapan, yang mana hanya mencakup hampir 80 di antaranya. Ada 2 item di Korea, dan hanya ada 4 item di China, dan hanya satu yang diharapkan dapat diterapkan pada transformator piezoelektrik. Dalam beberapa tahun terakhir, meskipun tidak ada perusahaan asing lain yang mengajukan paten atas penelitian dan penerapan bahan keramik piezoelektrik di Tiongkok, bahan tersebut dapat digunakan untuk memproduksi keramik piezoelektrik berbasis PZT untuk transformator keramik piezoelektrik berdaya tinggi. Dapat digunakan untuk memproduksi trafo piezoelektrik dengan daya keluaran di atas 30W. Ini telah berhasil diterapkan pada lampu neon untuk penggunaan sehari-hari. Pz24 berbasis PZT Ferroperm juga telah berhasil diterapkan pada transduser berdaya tinggi. Meskipun di negara kita, beberapa lembaga penelitian telah menggunakan bahan piezoelektrik berbasis bahan NEC untuk menyiapkan trafo piezoelektrik dengan daya keluaran di bawah rendah (namun situasi penelitian dan penerapan keramik piezoelektrik masih belum optimis.

Karena trafo keramik piezoelektrik multi-layer mudah untuk mencapai miniaturisasi dan keluaran daya tinggi, beberapa peneliti di dalam dan luar negeri sering mengadopsi struktur multi-layer dalam penelitian trafo piezoelektrik. Struktur transformator keramik piezoelektrik multilapis tipe Rosen yang paling sederhana dapat dianggap sebagai proses komposit dan disederhanakan dalam arah ketebalan oleh sejumlah transformator keramik piezoelektrik tipe rosen satu bagian. Ujung masukan dilaminasi secara bergantian dan dibakar dengan a cakram keramik piezoelektrik dan bahan elektroda, yang pasti melibatkan masalah pembakaran bersama antara bahan keramik piezo dan bahan elektroda. Saat ini, banyak bahan keramik piezo PZT untuk trafo piezoelektrik mempunyai masalah suhu yang terlalu tinggi (> 11000C) dalam produksi trafo keramik piezoelektrik multilayer, maka perlu menggunakan proporsi bahan elektroda yang lebih tinggi yang mengandung logam mulia. Dalam produksi trafo piezoelektrik, biaya bahan elektroda sekitar 2/3 dari total biaya. Oleh karena itu, untuk mengurangi biaya produksi, bahan piezoelektrik dari transformator piezoelektrik sangat penting, namun kinerja anti-oksidasi logam dasar pada suhu tinggi sangat buruk. Karena prosesnya yang sederhana dan ekonomis, sebagian besar produsen perangkat piezoelektrik di China saat ini menggunakan sintering atmosfer pengoksidasi selama produksi. Ketika suhu sintering di atas 1100°C, logam dasar seperti Ni mudah teroksidasi, yang meningkatkan resistansi kontak antara elektroda dan bahan keramik dan memiliki pengaruh negatif yang besar pada perangkat. Dalam situasi saat ini, ada dua cara untuk melakukan 'metalisasi rutenium' pada elektroda perangkat piezoelektrik: Pertama, dengan kondisi bahwa kinerja perangkat tidak terpengaruh, suhu sintering bahan keramik piezo yang digunakan dikurangi secara tepat, sehingga mengurangi arus dalam negeri. Jumlah keramik piezo logam mulia digunakan dalam bahan elektroda perak secara luas; yang kedua adalah penerapan 'metalisasi rutenium' menyeluruh, yang disinter dalam atmosfer pereduksi. Realisasi cara kedua untuk produksi keramik piezo elektronik Tiongkok saat ini, kesulitannya sangat besar. Karena sebagian besar pabrik produksi keramik elektronik China saat ini, menggunakan atmosfer pengoksidasi kiln tipe langkah. Mencapai sintering reduktif berarti penggantian peralatan asli secara substansial, yang jelas tidak tertahankan bagi produksi keramik piezo elektronik di China, yang dimulainya terlambat. Oleh karena itu, pencapaian pembakaran tingkat rendah merupakan salah satu arah penelitian material trafo piezoelektrik berdaya tinggi. Kinerja bahan bebas timah yang ada saat ini tidak memuaskan. Meskipun dalam bidang penelitian piezoelektrik, penggunaan material bebas timbal untuk menggantikan material PT atau PZT yang ada merupakan tren masa depan, dan sulit dicapai dalam jangka pendek karena kondisi ilmu pengetahuan dan teknologi yang ada. Pada saat yang sama, Qm dan Kp bahan PZT murni merupakan sepasang faktor yang saling membatasi, yang satu tinggi dan yang lainnya harus rendah. Oleh karena itu, dalam bidang penelitian bahan piezoelektrik berdaya tinggi, mata peneliti sebagian besar terkonsentrasi pada lead lanthanum manate (PMS), lead nimanate (PMN), lead zinc niobate (PZN) dan komponen lainnya serta PZT. Penelitian tentang sistem terner, kuaterner atau multivariat. Dari contoh di atas terlihat bahwa keramik piezoelektrik berdaya tinggi memiliki ciri-ciri komposisi sebagai berikut: komponen utama keramik piezoelektrik berdaya tinggi sebagian besar adalah PZT, dan rasio Zr/Ti mendekati batas kuasi-homofase. Hal ini terutama disebabkan oleh adanya batas kuasi-homofase antara kompleks feroelektrik santai dan piezo PZT. Karena adanya batas fase kuasi-homogen, terdapat ruang penyesuaian yang besar untuk pemilihan dan desain komposisi dan kinerja material. Hasil penelitian baru pada batas kuasi-homofase juga menunjukkan bahwa C20-221: terdapat fase feroelektrik monoklinik pada batas kuasi-homofase, dan sumbu kutub fase feroelektrik monoklinik dapat berada di antara keduanya. Ke segala arah, sehingga pada material dengan komposisi dekat batas kuasi-homofase, pembelokan domain selama polarisasi lebih mudah, dan sifat piezoelektrik material di dekat batas kuasi-homofase menjadi optimal. Karena suhu curie dari feroelektrik santai relatif rendah, seperti: Pb (Z n, /3Nb2/3), Tc = 1400C, maka untuk memastikan bahwa bahan tersebut memiliki suhu Tc yang lebih tinggi, kandungan PZT dalam sistem ini lebih tinggi.

Melalui analisis di atas, prinsip-prinsip berikut tersedia untuk pemilihan dan desain bahan transformator keramik piezoelektrik daya tinggi: