PZT圧電セラミックス粉末の問題点(1)

ビュー: 3 著者: サイト編集者公開時間: 2018-10-14 起源: サイト

お問い合わせ

PZT 圧電セラミックは、その高いキュリー温度、強力な圧電性、容易なドーピング変更、および優れた安定性により、1960 年代以来注目と研究の焦点となってきました。圧電セラミックス分野。 PZT 圧電セラミックスの製造プロセスに関して、PZT 粉末の合成と緻密化焼結が PZT 製品の品質に最も大きな影響を与えます。 PZT粉末は、粒径が細かく、比表面積が大きく、反応性が高いという利点があります。焼結温度、鉛の揮発を低減し、正確な化学量論を確保し、PZT 製品の性能を向上させることができます。したがって、超微粒子 PZT 粉末の調製が PZT 圧電セラミックスとなり、研究の焦点となっています。

近年、超微細PZTの製造研究のために多くの新しい方法が開発されています。ピエゾセラミック材料。固相法には、従来の固相法の他に、マイクロ波照射法、機械化学的法、反応焼結法などが含まれる。液相法は、合成温度が低く、設備が簡単で、操作が容易で、コストが低いなどの利点があり、ゾルゲル法、水熱法、沈殿法などのPZT粉末の製造に使用されている。しかし、PZT 圧電セラミックスの製造と性能には、粉末の凝集、化学量論比、製品特性の老化の容易さなど、依然として多くの欠点があります。粉末凝集: 一般に、軟凝集と硬凝集が含まれます。軟凝集は、粒子サイズが小さくなるにつれて粒子間のファンデルワールス力、静電引力、および毛管力の増加と相互作用によって起こります。硬い凝集は、化学的に結合した OH 基間の水素結合によるものです [2OH H2O(g) + O2-] が架橋酸素結合を形成し、粒子間に架橋酸素結合が相互作用を形成します。凝集問題超微細粒子の性能にとって最も重要な要素 PztセラミックパウダーもPZT製品の品質に大きく影響します。これは、ＰＺＴ材料が機能性材料であるためである。合成粉末の基本的な材料要件は、高純度、超微細、均一な粒子分布、良好な分散性、正確な化学量論、および均一なドーピングです。また、凝集が発生する。 PZT 粉末の合成は、かさ密度の低下と不均一な形態につながり、多数の細孔が生じて不均一な微細構造が生じ、低 PZT 製品の圧電特性と熱電特性に重大な影響を与えます。したがって、超微粒子 PZT 粉末の合成における凝集を軽減または回避することは、高性能 PZT 圧電セラミックを調製するための前提条件です。

準備中の凝集超音波分極圧電トランスデューサには、ソフト凝集とハード凝集の 2 つの形態が含まれます。凝集メカニズムも粉末の調製方法によって異なります。 PZT 粉末の従来の固相合成は、ボールミル粉砕の繰り返しと高い焼成温度を特徴としています。ボールミル粉砕を繰り返すと不純物が混入するだけでなく、粉砕しすぎると凝集が形成されます。特に近年開発された機械エネルギーを主とするメカノケミカル手法は完成されており、高い焼成温度も粉末の凝集を引き起こす可能性があります。ＰＺＴ粉末は液相法により合成され、一般に液相中で固相粒子は核生成、成長、合体、凝集等を起こす。したがって、その凝集構造は次のように形成される可能性があります。まず、液相中で固相粒子が形成されます。ブラウンの作用により粒子同士が接近します。粒子間の運動エネルギーが凝集体を形成する障壁よりも大きい場合、粒子は茶色の運動の作用を受けて凝集します。 2つ目は固液分離の過程です。液相がなくなると、表面張力により固相粒子が互いに近くに集まります。特に、カスタムpzt圧電ディスク粉末は水を溶媒として合成されており、粒子間に残存する微量の水が水素結合により粒子と粒子を強固に結合させます。さらに、調製されたＰＺＴ粉末前駆体は一般に５００〜７００℃で焼成されるが、これも粉末の凝集を引き起こす可能性があり、局所的な焼結による凝集構造の形成を悪化させる可能性もある。共沈法による PZT 粉末の調製、共沈、沈殿までの粒子成長、乾燥、各セグメントの焼成により、粒子の成長と凝集体の形成が起こる可能性があることがわかります。凝集の形成に応じて、超微粒子 PZT 粉末の製造における粒子成長と凝集を低減または回避するには、次の観点から検討できます。