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Problemi con la polvere ceramica piezoelettrica PZT (2)

Visualizzazioni: 18 Autore: Editor del sito Orario di pubblicazione: 2018-10-14 Origine: Sito

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Il primo è la separazione del processo di nucleazione e crescita, che promuove la nucleazione e controlla la crescita, per garantire che il tasso di nucleazione sia maggiore del tasso di crescita, cioè garantire che il Il precursore piezoelettrico della polvere ceramica dei materiali PZT si forma in un ampio grado di sottoraffreddamento o elevata sovrasaturazione. In secondo luogo, la prevenzione dell'agglomerazione della polvere PZT include come inibire l'agglomerazione durante la preparazione della polvere. 1. Selezione di condizioni di reazione ragionevoli (come pH, concentrazione di reazione e temperatura; 2. Sintesi della polvere, processo di essiccazione e trattamento speciale, inclusa una bassa tensione superficiale durante la sintesi della polvere, in modo da ottenere polveri compatte con meno agglomerazione; processi di essiccazione speciali vengono utilizzati nel processo di essiccazione, principalmente liofilizzazione, essiccazione supercritica e essiccazione a infrarossi lontani, ecc. Il principio di base è eliminare l'interfaccia gas-liquido con una grande tensione superficiale o rendere le particelle fisse e non vicine l'una all'altra. Ad esempio, la liofilizzazione è l'uso di bassa temperatura e pressione negativa per sublimare il mezzo liquido grezzo congelato in una fase solida sotto pressione negativa a causa di Le particelle di fase solida sono congelate nel mezzo liquido grezzo e non esiste un'interfaccia gas-liquido con una grande tensione superficiale nel capillare tra le particelle, evitando così il grave problema di agglomerazione causato dal ponte liquido.

Scegliendo le migliori condizioni di calcinazione o processi speciali, come l'uso del riscaldamento a microonde senza trasferimento di calore, elevata efficienza energetica e altre caratteristiche per sostituire il tradizionale forno elettrico ad alta temperatura, è stato ottenuto un corpo caldo PZT monocomponente a 600°C. I metodi di trasduttore di elementi piezoelettrici per eliminare l'agglomerazione dopo la formazione del gruppo sono: deposizione o sedimentazione, macinazione e trattamento ad ultrasuoni e disperdente e simili. Ad esempio, Wang Xicheng utilizza alcossidi metallici e nitrati come materie prime per controllare rigorosamente le condizioni di coprecipitazione, lavaggio e dispersione. Utilizzando la tecnologia di liofilizzazione e un ragionevole processo di calcinazione, i componenti sono omogenei e non presentano agglomerati duri. Fase singola di perovskite, elevata attività di sinterizzazione della polvere fine PZT 52 di dimensioni micron. Formata mediante tecnologia di pressatura isostatica a freddo (CIP), la sinterizzazione di densificazione può essere raggiunta a 800°C e la sua densità relativa raggiunge il 98%.

L'influenza sulla qualità del PZT I prodotti con elementi disco piezoelettrici comprendono principalmente due aspetti: in primo luogo, la volatilizzazione del piombo durante il processo di sinterizzazione della ceramica piezoelettrica PZT fa sì che i componenti si discostino dalla stechiometria accurata per ridurre le prestazioni dei prodotti; si riferisce invece allo Zr/Ti presente nei componenti. La fluttuazione influisce sulla stabilità delle prestazioni del prodotto PZT. La volatilizzazione del piombo è generalmente considerata dovuta alla temperatura di sinterizzazione più elevata della ceramica PZT, l'ossido di piombo ha una pressione di vapore saturo relativamente elevata nell'ambiente ad alta temperatura di volatilizzazione del piombo, maggiore è la pressione di vapore saturo. Più facilmente il piombo viene volatilizzato e all'aumentare di Zr/Ti, aumenta la temperatura di sinterizzazione delle ceramiche piezoelettriche PZT, la pressione del vapore saturo dell'ossido di piombo aumenta gradualmente e la perdita di piombo diventa più grave, quindi PZT con ceramiche piezoelettriche ad alto contenuto di Zr/Ti sono più difficili da sinterizzare, una pressione parziale di ossigeno troppo bassa durante la sinterizzazione può causare la volatilizzazione del piombo. Il materiale PZT preparato con il metodo tradizionale in fase solida ha una bassa attività di sinterizzazione. La temperatura di sinterizzazione è generalmente intorno a 1200°C, il che provoca facilmente la volatilizzazione di una grande quantità di piombo e le prestazioni del prodotto non sono elevate. Pertanto, è difficile che il prodotto PZT preparato con il metodo in fase solida soddisfi i requisiti prestazionali. Attualmente, le principali misure adottate dai ricercatori sui materiali in patria e all'estero per la volatilizzazione del piombo sono le seguenti: in primo luogo, alla sintesi della polvere viene aggiunto piombo in eccesso. nella fase iniziale della sinterizzazione è dovuta alla formazione di fase liquida, che può aumentare l'area di contatto dei reagenti, accelerando la velocità di diffusione di zirconio, titanio e droganti migliorano l'uniformità del prodotto; la fase liquida in formazione può anche accelerare la dissoluzione e la precipitazione. Il movimento di diffusione facilita la disposizione e l'impaccamento delle particelle, il che accelera la densificazione del prodotto. Tuttavia, quando la quantità di piombo aggiunta è eccessiva, da un lato si depositerà una quantità eccessiva di piombo sul bordo del grano, riducendo così le prestazioni del prodotto. D'altra parte, causerà facilmente la concentrazione locale di titanio nel La componente cristallina dei dischi piezoelettrici è troppo elevata, a causa della solubilità del TiO2 nell'ossido di piombo in fase liquida. È maggiore della solubilità di ZrO2, pertanto il contenuto locale di titanio del prodotto PZT dopo la sinterizzazione è elevato, soprattutto al confine del grano, influenzando così l'uniformità della microstruttura e riducendo le prestazioni del prodotto. L'aggiunta di piombo in eccesso influisce anche sulle proprietà meccaniche dei componenti ceramici piezoelettrici PZT: quando il prodotto presenta un eccesso eccessivo di piombo, la modalità di frattura è transgranulare; la carenza di piombo è la frattura del bordo grano.

In secondo luogo, nel processo di sinterizzazione del prodotto, secondo il meccanismo di volatilizzazione del piombo, vengono adottati un sistema di sinterizzazione ragionevole e misure speciali. È ampiamente utilizzato per aggiungere un foglio di atmosfera di sinterizzazione e per sinterizzare utilizzando una tecnica di bismuto a doppio strato e per controllare che l'atmosfera di sinterizzazione sia un'atmosfera ossidante. Ciò ridurrà la volatilizzazione del piombo e impedirà l'annerimento del prodotto. In un'atmosfera riducente, il Ti4+ può essere facilmente reso nero dal Ti3+ originale.

Il terzo è aggiungere una quantità adeguata di droganti. Il drogaggio da un lato riduce la volatilizzazione del piombo e dall'altro migliora le prestazioni degli articoli PZT. Il quarto è studiare ulteriormente la sintesi della polvere PZT ad alta attività, in modo che la ceramica piezoelettrica PZT possa raggiungere la densificazione e la sinterizzazione a una temperatura inferiore all'intervallo di temperature di volatilizzazione del piombo. Inoltre, il meccanismo di volatilizzazione del piombo resta da studiare ulteriormente.