Pembangunan bahan seramik piezoelektrik

Seramik piezoelektrik ialah sejenis polihablur dengan sifat piezoelektrik dan bahagian penting dalam seramik piezoelektrik berfungsi maklumat. Dengan kelebihan pekali gandingan elektromekanikal yang tinggi, harga rendah dan pengeluaran besar-besaran yang mudah, seramik piezoelektrik telah digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang pengeluaran sosial. Terutamanya dalam bidang ultrabunyi dan sains dan teknologi elektronik, seramik piezoelektrik secara beransur-ansur berada dalam kedudukan dominan mutlak, seperti ujian ultrasonik perubatan dan industri, pengesanan akustik bawah air, dan lain-lain. Transduser piezoelektrik, motor ultrasonik, peranti paparan, penapis polikromatik dikawal secara elektronik, dan lain-lain. Walau bagaimanapun, dalam komponen praktikal, aplikasi yang berbeza memerlukan berbeza. Parameter bahan PZT seramik piezoelektrik, yang memaksa orang ramai untuk meningkatkan prestasi seramik piezoelektrik. Pada masa ini, terdapat dua kaedah utama di dalam dan di luar negara: satu ialah pengubahsuaian doping, iaitu, doping beberapa ion kekotoran; satu lagi ialah menambah baik proses penyediaan, kemajuan terkini, penyelidikan dan aplikasi seramik piezoelektrik dan trend pembangunannya disemak secara ringkas.        

Sifat Asas Seramik Piezoelektrik  
        
 Ciri yang paling penting bagi transduser plat seramik piezoelektrik ialah piezoelektrik positif dan piezoelektrik songsang. Piezoelektrik positif merujuk kepada polarisasi yang disebabkan oleh anjakan relatif pusat cas positif dan negatif dalam beberapa dielektrik di bawah tindakan daya mekanikal luaran, yang mengakibatkan penampilan cas terikat bertentangan simbolik pada permukaan kedua-dua hujung dielektrik. Apabila daya luaran tidak terlalu besar, ketumpatan cas adalah berkadar dengan daya luaran, mengikut formula dan ketumpatan cas permukaan ialah pemalar piezoelektrik, adalah tegasan pengembangan. Sebaliknya, apabila medan elektrik luaran digunakan pada dielektrik piezoelektrik, pusat cas positif dan negatif dalam dielektrik bukan sahaja menyesarkan dan berpolarisasi, tetapi juga mengubah bentuk dielektrik disebabkan oleh anjakan. Kesan ini dipanggil piezoelektrik songsang. Apabila medan elektrik tidak begitu kuat, ubah bentuk adalah sejajar dengan medan elektrik luaran. Hubungan seksual ialah pemalar terikan piezoelektrik, $ ialah medan elektrik luar dan terikan. Kekuatan kesan piezoelektrik mencerminkan tahap gandingan antara sifat anjal dan dielektrik kristal, iaitu, tahap gandingan antara kesan mekanikal dan elektrik, yang dinyatakan oleh pekali gandingan elektromekanikal.      

 Peningkatan Prestasi Seramik Piezoelektrik   

Mengandungi plumbum transduser silinder piezoelektrik lebih unggul daripada seramik lain dalam sifat piezoelektrik, kestabilan suhu dan suhu curie disebabkan oleh zirkonat-titanat plumbum. Sifat elektrofizik mereka boleh dilaraskan dalam julat yang luas dengan menukar komponen atau menukar keadaan luaran, seperti sistem ternary dan sistem kuaternari, untuk memenuhi keperluan yang berbeza. Suhu pensinteran seramik piezo biasanya lebih tinggi, manakala suhu pemeruapan plumbum oksida adalah kira-kira 1. Di samping itu, dengan perkembangan teknologi pemasangan permukaan, kapasitor cip berbilang lapisan, induktor, perintang dan peranti cip lain adalah popular di pasaran untuk kecekapan tinggi, pengecilan dan penyepaduan fungsi. Walau bagaimanapun, suhu pensinteran tinggi seramik piezoelektrik menyukarkan bahan seramik piezo dan bahan elektrod untuk mencapai pembakaran bersama sekali. Kerana pembakaran bersama suhu rendah, logam asas seperti nikel, kuprum, perak dan sebagainya boleh digunakan sebagai elektrod dalaman. Sekiranya proses pensinteran boleh dipertingkatkan dari segi mengurangkan suhu pensinteran, ia bukan sahaja mempunyai nilai teknikal dan ekonomi yang penting dalam menahan, meruap, memastikan prestasi bahan, mengurangkan pencemaran alam sekitar dan memanjangkan hayat peralatan, tetapi juga digunakan secara meluas dalam pensinteran utama komponen seramik piezoelektrik berbilang lapisan menggunakan tahap perak tulen. Pada masa yang sama, ia menjimatkan tenaga. Oleh itu, pembangunan seramik piezoelektrik tersinter suhu rendah telah menjadi hala tuju penyelidikan yang penting untuk pembangunan komposit seramik piezoelektrik berbilang lapisan berprestasi tinggi, kebolehpercayaan tinggi dan kos rendah. Pada masa ini, kaedah pensinteran suhu rendah termasuk kaedah penambahan kosolven, kaedah serbuk halus, kaedah pensinteran tekanan panas, dsb. Keputusan menunjukkan bahawa suhu pensinteran serbuk seramik yang disintesis melalui kaedah hidroterma adalah lebih rendah daripada serbuk tanpa alat pensinteran dengan menambahkan plasma surih ke dalam serbuk. Suhu pensinteran serbuk yang disintesis melalui kaedah hidroterma adalah lebih rendah daripada serbuk yang disediakan melalui kaedah keadaan pepejal konvensional. Seramik piezoelektrik asal berasaskan seramik piezoelektrik adalah suhu pensinteran seramik boleh dikurangkan dengan banyaknya dengan menambahkan kaca pada seramik, dan sifat piezoelektrik dan dielektrik seramik boleh diperbaiki. Selain itu, mereka juga berpendapat bahawa seramik yang disediakan melalui kaedah tersebut mempunyai sifat piezoelektrik yang baik apabila mereka mensinter seramik dengan cara berikut. Didapati seramik mempunyai sifat dielektrik dan piezoelektrik terbaik pada suhu sederhana.
          
Ketelusan relatif,         
Pemalar terikan piezoelektrik,        
Pekali gandingan elektromekanikal,          
Faktor kualiti mekanikal,          
Kehilangan dielektrik.