Berita

Anda di sini: Rumah / Berita / Asas Seramik Piezoelektrik / Masalah dengan serbuk seramik piezoelektrik PZT(1)

Masalah dengan serbuk seramik piezoelektrik PZT(1)

Pandangan: 3 Pengarang: Editor Tapak Masa Terbit: 2018-10-14 Asal: tapak

Tanya

Seramik piezoelektrik PZT telah menjadi tumpuan perhatian dan penyelidikan sejak 1960-an kerana suhu curie yang tinggi, piezoelektrik yang kuat, pengubahsuaian doping yang mudah dan kestabilan yang baik. Dalam bidang seramik piezoelektrik. Dari segi proses penyediaan seramik piezoelektrik PZT, sintesis serbuk PZT dan pensinteran ketumpatan mempunyai pengaruh yang paling besar terhadap kualiti produk PZT. Serbuk PZT mempunyai kelebihan saiz zarah halus, luas permukaan khusus yang besar dan kereaktifan yang tinggi. Ia boleh mengurangkan suhu pensinteran, volatilisasi plumbum, yang memastikan stoikiometri yang tepat, dan meningkatkan prestasi produk PZT. Oleh itu, penyediaan serbuk PZT ultrafine telah menjadi seramik piezoelektrik PZT. yang menjadi tumpuan penyelidikan.

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, banyak kaedah baru telah dibangunkan untuk penyelidikan mengenai penyediaan PZT ultra halus bahan seramik piezo . Kaedah fasa pepejal termasuk kaedah sinaran gelombang mikro, kaedah kimia mekanikal, kaedah pensinteran tindak balas, dan seumpamanya sebagai tambahan kepada kaedah fasa pepejal konvensional. Kaedah fasa cecair mempunyai kelebihan suhu sintesis rendah, peralatan mudah, operasi mudah, kos rendah, dan lain-lain, yang telah digunakan untuk penyediaan serbuk PZT, seperti kaedah sol-gel, kaedah hidroterma, kaedah pemendakan dan seumpamanya. Walau bagaimanapun, masih terdapat banyak kelemahan dalam penyediaan dan prestasi seramik piezoelektrik PZT, termasuk penggumpalan serbuk, stoikiometri dan mudah penuaan sifat produk. Penggumpalan serbuk: yang secara amnya merangkumi penggumpalan lembut dan penggumpalan keras. Penggumpalan lembut adalah disebabkan oleh peningkatan dan interaksi daya van der Waals, daya tarikan elektrostatik dan daya kapilari antara zarah apabila saiz zarah berkurangan; aglomerasi keras adalah disebabkan oleh ikatan hidrogen antara kumpulan OH yang terikat secara kimia [2OH H2O(g) + O2-] membentuk ikatan oksigen jambatan, dan ikatan oksigen jambatan antara zarah membentuk interaksi. Masalah aglomerasi Faktor terpenting dalam prestasi ultra-halus Serbuk Seramik Pzt juga sangat menjejaskan kualiti produk PZT. Ini kerana bahan PZT adalah bahan yang berfungsi. Keperluan bahan asas untuk serbuk sintetik ialah ketulenan tinggi, ultrahalus, pengedaran zarah seragam, keterserakan yang baik, stoikiometri tepat, dan doping seragam. Di samping itu, berlakunya aglomerasi. Sintesis serbuk PZT akan membawa kepada penurunan ketumpatan pukal dan morfologi yang tidak sekata, dan akan memperkenalkan sejumlah besar liang yang mengakibatkan struktur mikro tidak sekata, yang secara serius menjejaskan sifat piezoelektrik dan termoelektrik produk PZT rendah. Oleh itu, mengurangkan atau mengelakkan aglomerasi dalam sintesis serbuk PZT ultrafine adalah prasyarat untuk penyediaan seramik piezoelektrik PZT berprestasi tinggi.

Penggabungan dalam penyediaan transduser piezo terpolarisasi ultrasonik termasuk dua bentuk aglomerasi lembut dan keras. Mekanisme aglomerasi juga berbeza untuk kaedah penyediaan serbuk yang berbeza. Sintesis fasa pepejal tradisional serbuk PZT dicirikan oleh pengilangan bola berulang dan suhu pengkalsinan yang tinggi. Pengilangan bola berulang bukan sahaja memperkenalkan kekotoran, tetapi juga pengisaran berlebihan membawa kepada pembentukan aglomerasi. Terutamanya kaedah mekanokimia yang dibangunkan dalam beberapa tahun kebelakangan ini terutamanya menggunakan tenaga mekanikal selesai; suhu pengkalsinan yang tinggi juga boleh menyebabkan penggumpalan serbuk. Serbuk PZT disintesis dengan kaedah fasa cecair, dan zarah fasa pepejal dalam fasa cecair umumnya mengalami nukleasi, pertumbuhan, penyatuan, penggumpalan dan seumpamanya. Oleh itu, struktur aglomerasinya boleh terbentuk dalam: Pertama, zarah fasa pepejal terbentuk dalam fasa cecair. Disebabkan oleh tindakan Brown, zarah-zarah berdekatan antara satu sama lain. Apabila tenaga kinetik antara zarah lebih besar daripada penghalang yang membentuk aglomerat, zarah berkumpul di bawah tindakan pergerakan coklat; yang kedua dalam proses pengasingan pepejal-cecair. Penyingkiran fasa cecair menyebabkan zarah fasa pepejal berkumpul rapat antara satu sama lain disebabkan oleh ketegangan permukaan. Khususnya, serbuk cakera piezoelektrik custome pzt disintesis dengan menggunakan air sebagai pelarut, dan jumlah surih air yang tinggal di antara zarah akan mengikat zarah dan zarah dengan ketat melalui ikatan hidrogen. Selain itu, prekursor serbuk PZT yang disediakan secara amnya dikalsinkan pada 500-700°C, yang mungkin juga menyebabkan penggumpalan serbuk, dan juga boleh menyebabkan pembentukan struktur terkumpul akibat pensinteran tempatan. Dapat dilihat bahawa penyediaan serbuk PZT dengan kaedah kopresipitasi, kopresipitasi, pertumbuhan bijian kepada pemendakan, pengeringan, dan pengkalsinan setiap segmen boleh menyebabkan pertumbuhan zarah dan pembentukan aglomerat. Mengikut pembentukan aglomerasi, mengurangkan atau mengelakkan pertumbuhan zarah dan aglomerasi dalam penyediaan serbuk PZT ultrafine boleh dipertimbangkan dari aspek berikut: