condizioni di sinterizzazione di ceramiche piezoelettriche

Determinazione delle condizioni di sinterizzazione:

Per determinare le condizioni di sinterizzazione, dovremmo prestare attenzione alla relazione tra i due aspetti: uno è il rapporto tra le condizioni di sinterizzazione e la microstruttura e le proprietà della porcellana; l'altro è il rapporto tra le condizioni di sinterizzazione e la forma e dimensione del pezzo grezzo. Quella che segue è una descrizione del La ceramica piezoelettrica del materiale PZT con temperatura di sinterizzazione è il componente ceramico basato su PZT, che dipende principalmente dalla composizione chimica della formulazione, dalla dimensione del grano della ceramica, dalla forma e dalle dimensioni del corpo verde, dal metodo di stampaggio, dalla velocità di riscaldamento e dal tempo di mantenimento. La cottura migliore viene generalmente determinata misurando il ritiro, la densità, la microstruttura e le proprietà elettriche dei componenti a varie temperature di sinterizzazione durante la cottura di prova. In generale, le ceramiche piezoelettriche con un ampio intervallo di temperature di sinterizzazione (±30 °C) dovrebbero essere sinterizzate al limite superiore della temperatura di sinterizzazione, ma il tempo di mantenimento non dovrebbe essere troppo lungo; l'intervallo di temperature di sinterizzazione è ristretto (±10 °C) per la porcellana. La temperatura limite inferiore è sinterizzata; e il tempo di attesa può essere opportunamente prolungato. (2) Velocità di riscaldamento e tempo di mantenimento: quando la velocità di riscaldamento è elevata (circa 300 °C/h), la temperatura di sinterizzazione dovrebbe essere il limite superiore, il tempo di mantenimento non dovrebbe essere prolungato; quando la velocità di riscaldamento è lenta (circa 200 °C/h), sinterizzazione La temperatura deve essere inferiore al limite inferiore e il tempo di mantenimento può essere esteso in modo appropriato. In considerazione del fatto che PbO è volatile alle alte temperature, i grezzi di piccole dimensioni di forma semplice sono più rapidi e di breve durata (≤1h). Tuttavia, per forme grandi e complesse, la temperatura dovrebbe essere rallentata e il tempo di mantenimento dovrebbe essere prolungato, e la sigillatura e la sinterizzazione dovrebbero essere mirate a rendere il prodotto sinterizzato in modo uniforme ed evitare perdite di piombo.(3) Velocità di raffreddamento e metodo di raffreddamento: La velocità di raffreddamento e il metodo di raffreddamento dipendono principalmente dalla forma e dalle dimensioni del pezzo grezzo e dalla struttura del forno di sinterizzazione. Generalmente i pezzi grezzi di piccole e medie dimensioni possono essere raffreddati mediante raffreddamento naturale nel forno. Piccoli spazi vuoti dalla forma semplice, per affinare il grano, evitare di ridurre l'annerimento, che può aprire leggermente la porta del forno e raffreddarsi con l'aria;anche le ceramiche piezoelettriche sensibili adottano il metodo del raffreddamento ad aria e del raffreddamento rapido, quindi effettuano il raffreddamento naturale con il forno a una temperatura inferiore a 850 °C. I pezzi grezzi di grandi dimensioni con forme complesse sono generalmente controllati per raffreddarsi a una velocità di raffreddamento di 100°C / h per evitare fessurazioni per deformazione.

(1)Preparazione prima della sinterizzazione:

1) Ispezione: 1 corpo riscaldante del forno di sinterizzazione buono o cattivo, posizione della termocoppia, equilibrio di corrente e tensione, prestazioni di isolamento e altre condizioni del forno; 2 parti refrattarie sinterizzate, come l'integrità dello smalto e della copertura, il grado di assorbimento del piombo, buono o cattivo Aspetta.

2) Montaggio e alimentazione, il forno deve essere spinto delicatamente e delicatamente per evitare l'impilamento del pezzo grezzo. 

Impostare il programma di sinterizzazione. In base alle condizioni di sinterizzazione specificate dal processo, un programma di sinterizzazione viene impostato sul controller della temperatura e la sinterizzazione viene eseguita mediante riscaldamento elettrico.

(3) Osservare, regolare e registrare regolarmente le condizioni operative del forno di sinterizzazione e controllare, misurare e correggere ripetutamente la temperatura per evitare deviazioni di temperatura vicine alla temperatura di sinterizzazione e al tempo di mantenimento ottimali.

(4) Al termine della conservazione del calore, spegnere, raffreddare naturalmente o raffreddare con altri metodi di raffreddamento. Può essere cotto a una temperatura inferiore a 200 C.

Giudicare la qualità della sinterizzazione:

Oltre a determinare la densità, le proprietà elettriche e la microstruttura, la produzione di la ceramica piezoelettrica bimorfa piezoceramica può essere giudicata mediante un giudizio visivo più semplice e diretto. Secondo questo metodo di giudizio, la porcellana della qualità sinterizzata preferita dovrebbe avere le seguenti caratteristiche:

colore a temperatura ambiente: uniforme e brillante;

fenomeno dell'incollaggio: i pezzi di porcellana sono leggermente incollati, ma facili da separare; 3 tasso di ritiro circa 12%;

diffusione dell'inchiostro: nessuna penetrazione dell'inchiostro, nessuna diffusione; 5 suono: quando viene colpito si sente un suono metallico nitido; 6 resistenza meccanica: elevata resistenza, non facile da rompere;

condizioni della sezione: uniforme, densa, senza pori, il guscio è simile a una conchiglia, lucido nella stessa fornace, porcellana nello stesso crogiolo, le caratteristiche di cui sopra sono sostanzialmente le stesse, non vi è alcuna differenza significativa. I principali fattori influenzano la sinterizzazione. L'influenza delle materie prime è che diverse materie prime con specifiche e gradi diversi contengono diversi tipi e quantità di impurità. Le attività di diverse origini e lotti di anche i trasduttori ultrasonici piezoelettrici sono diversi e anche le condizioni di sinterizzazione cambieranno di conseguenza. (2) L'influenza del rapporto zirconio-titanio (Zr/Ti) con l'aumento di Zr/Ti fa aumentare la temperatura di sinterizzazione ed è persino difficile da sinterizzare. (3) L'influenza degli additivi. Gli additivi che influiscono sulla sinterizzazione appartengono principalmente alle seguenti categorie:

1 Un additivo 'morbido' (come La3+, Nb5+, ecc.) che produce difetti del sito A. Favorevole alla diffusione degli ioni, l'intervallo di temperature di sinterizzazione viene ampliato e la velocità di sinterizzazione aumenta.

2 additivi 'duri' che producono posti vacanti di O (come Na+, Fe3+, Sc3+, ecc.). Il restringimento del reticolo non favorisce la diffusione degli ioni ed è difficile da sinterizzare.

3 sostituzione equivalente a piccolo raggio della sostituzione dello ione del sito A (come Sr2+, ecc.). La punta è allentata, il reticolo è distorto per facilitare la diffusione degli ioni ed è facile da sinterizzare.

4 Si forma un additivo in fase liquida (come SiO2, Bi2O3, ecc.). Nella lunga fase liquida nel corpo verde, gli ioni si diffondono facilmente, il che può abbassare la temperatura di sinterizzazione e limitare la segregazione dei bordi del grano. Gli additivi (come Fe3+, Al3+, Cr3+, Ni3+, ecc.). Una parte dell'additivo è disciolta allo stato solido nel cristalli piezoelettrici del trasduttore piezoceramico da modificare; una parte si condensa sul bordo del grano, limitando la crescita del grano, dando luogo ad una struttura microcristallina ad alta densità, migliorando le proprietà elettromeccaniche del pezzo di porcellana e, in particolare, migliorando la resistenza meccanica.