Aplikasi baharu bahan seramik piezoelektrik

Seramik piezoelektrik tanpa plumbum, walaupun seramik piezoelektrik berasaskan plumbum mendominasi penggunaan dalam bidang piezoelektrik. Walau bagaimanapun, seramik piezoelektrik asas adalah bahan yang berbahaya kepada tubuh manusia dan alam sekitar. Antaranya, toksik mudah meruap semasa pemprosesan dan pensinteran, menyebabkan kemudaratan kepada tubuh manusia dan alam sekitar. Oleh itu, pencarian bahan seramik piezoelektrik yang setanding dengan seramik piezo dan tidak mengandungi plumbum menjadi keperluan mendesak dalam bidang bahan elektronik. Pada masa ini, titik panas penyelidikan di dalam dan luar negara tertumpu terutamanya pada dua kategori: yang mengandungi bismut penderia seramik piezo dan seramik piezoelektrik tanpa plumbum dengan struktur perovskit. Seramik piezoelektrik berlapis terdiri daripada perovskit dua dimensi dan lapisan disusun secara bergilir-gilir. Struktur berlapis khasnya menentukan ciri-ciri berikut: pemalar dielektrik rendah, suhu curie tinggi, pekali gandingan elektromekanikal yang tinggi, dan anisotropi yang jelas dan kerintangan tinggi. Kadar kerosakan dielektrik yang rendah dan suhu pensinteran yang rendah. Ciri-ciri ini menentukan bahawa seramik piezo amat sesuai untuk aplikasi suhu tinggi dan frekuensi tinggi, sekali gus menyelesaikan kecacatan prestasi tidak stabil seramik piezoelektrik di bawah resonans kuasa tinggi. Walau bagaimanapun, seramik piezoelektrik berlapis tantalum mempunyai kelemahannya sendiri: satu ialah medan paksaan terlalu tinggi, yang tidak kondusif untuk polarisasi; satu lagi ialah aktiviti piezoelektrik rendah dan kerintangan rendah. Untuk mengatasi kedua-dua kecacatan ini, penggunaan utama adalah polarisasi suhu tinggi, kerana medan paksaan berkurangan dengan peningkatan suhu dan pengubahsuaian doping. Untuk mendapatkan impedans yang tinggi, asas didopkan, dan ketumpatan keputusan adalah kedua-dua teori dan rintangan di atas. Selain itu, pangkalan itu juga didop, menghasilkan JG sehingga 01 A66. Ciri-ciri ini menentukan bahawa seramik tantalum piezo sesuai untuk penderia suhu tinggi, pengayun dan penapis. 

Sifat seramik disiasat menggunakan pensinteran suhu rendah. Keputusan menunjukkan bahawa semua sampel mempunyai ketumpatan teori AD dan tiada fasa kedua dihasilkan; doping mengurangkan saiz butiran dan menghadkan pertumbuhan anisotropik; Dalam seramik piezoelektrik tanpa plumbum untuk struktur perovskit, Ia mempunyai saiz yang besar untuk seramik piezoelektrik tanpa plumbum dan sesuai untuk digunakan sebagai pemacu dan peranti kuasa tinggi. Walau bagaimanapun, suhu curie rendah seramik piezo, medan paksaan yang besar dan ketumpatan relatif rendah mengehadkan keperluan aplikasinya. Menghapuskan penggunaan plumbum dan logam berat secara beransur-ansur. Pada masa ini, penyediaan masih sangat sukar, terutamanya dari segi kepadatan. Doping boleh meningkatkan ketumpatan pensinteran; menggunakan serbuk nano untuk menghasilkan serbuk nano melalui pengisaran halus, dan menyediakan seramik piezoelektrik perovskite berketumpatan relatif dengan penempaan sinter, seramik piezoelektrik natrium strontium titanate juga merupakan tempat hangat dalam penyelidikan seramik piezoelektrik tanpa plumbum. Mempunyai struktur perovskit. Begitu juga, natrium bismut titanat juga mempunyai aktiviti piezoelektrik yang rendah dan medan paksaan yang besar. Pada masa ini, medan paksaan bahan diubah suai natrium barium titanat terutamanya dikurangkan dengan menambah kejamakan dopan struktur perovskit; seramik piezoelektrik telah dipertingkatkan dengan baik, dan bahan tersebut sesuai untuk pembuatan penapis piezoelektrik dan resonator piezoelektrik, dan lain-lain. Dapat dilihat dari perkara di atas bahawa sama ada seramik piezoelektrik yang mengandungi plumbum atau seramik piezoelektrik tanpa plumbum terutamanya diubah suai dengan menambah pelbagai dopan di bawah keadaan semasa. Oleh itu, bahan seramik piezoelektrik umumnya merupakan penyelesaian pepejal seramik yang kompleks. Komposisi bahan berbilang komponen menambah kerumitan. Ini akan membawa kesukaran yang besar kepada ujian prestasi bahan. Dalam analisis prestasi bahan dengan kaedah tradisional, untuk mendapatkan pengaruh perubahan keadaan tertentu pada prestasi, syarat lain sering ditetapkan, dan sejumlah besar eksperimen dijalankan untuk menganalisis keadaan yang sedang disiasat. Keadaan menjadi lebih rumit jika kesan beberapa keadaan lain di bawah keadaan tertentu ingin dikaji. Menggunakan rangkaian saraf tiruan untuk mewujudkan model matematik yang tepat untuk meramal prestasi dengan tepat. Kaedahnya tepat! Lebih penting lagi, formula prestasi optimum boleh dianggarkan, dan nilai praktikalnya tidak boleh diukur.