Language
の生産と研究 高出力圧電トランス用圧電セラミック材料 圧電セラミック材料の研究において、中国の研究は比較的遅れています。統計によると、1997年から2002年の6年間に、中国で公開された圧電セラミックスとその応用に関する60件以上の特許のうち、約50件の出願があり、そのうち80件近くを占めるに過ぎない。韓国には2件、中国には4件しかなく、そのうち圧電トランスに出願されると見込まれているのは1件だけである。近年、中国で圧電セラミック材料の研究と応用に関する特許を提出した外国企業は他にないが、高出力圧電セラミックトランス用のPZTベースの圧電セラミックの製造に使用できる。出力30Wを超える圧電トランスの製造に使用できます。日常的に使用される蛍光灯への応用にも成功しています。 Ferroperm の PZT ベースの Pz24 は、高出力トランスデューサへの応用にも成功しています。我が国においても、一部の研究機関がNEC材料をベースとした圧電材料を用いて、低出力以下の圧電トランスを製造しています（ただし、圧電セラミックスの研究と応用の状況は依然として楽観的ではありません）。
積層型圧電セラミックトランスは小型化と高出力化が容易なため、国内外の一部の研究者は圧電トランスの研究において多層構造を採用することが多い。最も単純なローゼン型積層圧電セラミックトランス構造は、複数の一体型ローゼン型圧電セラミックトランスを厚み方向に複合化して簡略化した構造と考えることができる。入力端は交互に積層され、焼成されます。 圧電セラミック ディスク と電極材料を分離するため、圧電セラミック材料と電極材料の間で同時焼成の問題が必然的に発生します。現在、圧電トランス用の PZT 圧電セラミック材料の多くは、積層圧電セラミックトランスの製造時に温度が高すぎる（>11000℃）という問題があり、貴金属を含む電極材料をより高い割合で使用する必要があります。圧電トランスの製造においては、電極材料費が全体コストの約2/3を占めます。したがって、製造コストを下げるためには圧電トランスの圧電材料が必須であるが、母材の高温下での耐酸化性能は極めて悪い。プロセスの単純さと経済性により、現在、中国の圧電デバイスメーカーのほとんどは、製造時に酸化雰囲気焼結を使用しています。焼結温度が１１００℃を超えると、Ｎｉなどの卑金属が酸化しやすくなり、電極とセラミックス材料との接触抵抗が増大し、デバイスへの悪影響が大きくなる。現状では、圧電デバイス電極の「ルテニウムメタライゼーション」には2つの方法があります。まず、デバイスの性能に影響を与えない条件で、使用する圧電セラミック材料の焼結温度を適切に下げて、国内の電流を削減します。広く使用されている銀電極材料に貴金属圧電セラミックの量を使用します。 2つ目は、還元雰囲気中で焼結する徹底した「ルテニウムメタライゼーション」の採用です。中国の現在の電子圧電セラミックス生産における第二の方法の実現は、非常に困難です。現在の中国の電子セラミックス生産工場のほとんどは、酸化雰囲気を使用したステップ型キルンを使用しているためです。還元焼結の実現は、元の設備の大幅な置き換えを意味しますが、これは明らかにスタートが遅い中国の電子圧電セラミックス生産にとって耐え難いものです。したがって、低レベルの燃焼を達成することは、高出力圧電トランス材料の研究方向の 1 つです。既存の鉛フリー材料のこのような性能は満足できるものではありません。圧電研究の分野では、既存の PT または PZT 材料に代わる鉛フリー材料の使用が将来のトレンドですが、既存の科学的および技術的条件により、これを短期的に達成することは困難です。同時に、純粋な PZT 材料の Qm と Kp は相互に制限する一対の要因であり、一方は高く、もう一方は低くなければなりません。したがって、高出力圧電材料の研究分野では、研究者の注目はマナ酸ランタン鉛（PMS）、ニマン酸鉛（PMN）、ニオブ酸亜鉛鉛（PZN）などの成分やPZTに集中しています。三元系、四元系、または多変量系の研究。上記の例から、高出力圧電セラミックスの組成に関して次のような特徴があることがわかります。高出力圧電セラミックスの主成分は主に PZT であり、Zr/Ti 比が準同相境界に近いということです。これは主に、緩和された強誘電体複合体と PZT ピエゾの間に準同相境界が存在するためです。準均一な相境界が存在するため、材料の組成と性能の選択と設計に大きな調整余地があります。準同相境界に関する新しい研究結果は、C20-221: 準同相境界に単斜晶系強誘電体相が存在し、単斜晶系強誘電体相の極軸がそれらの間にある可能性があることも示しています。どの方向においても、準同相境界付近の組成の材料では分極時のドメインの偏向が容易となり、準同相境界付近の材料の圧電特性が最適となる。 Pb (Z n, /3Nb2/3) などの緩和強誘電体のキュリー温度は比較的低いため、その Tc = 1400℃であるため、材料の Tc 温度を確実に高くするために、これらの系の PZT 含有量は高くなります。
上記の分析を通じて、高出力圧電セラミックトランスの材料の選択と設計には次の原則が利用できます。
