Berita

Anda di sini: Rumah / Berita / Asas Seramik Piezoelektrik / Masalah dengan serbuk seramik piezoelektrik PZT (2)

Masalah dengan serbuk seramik piezoelektrik PZT (2)

Pandangan: 18 Pengarang: Editor Tapak Masa Terbit: 2018-10-14 Asal: tapak

Tanya

Yang pertama ialah pengasingan proses nukleasi dan pertumbuhan, yang menggalakkan nukleasi dan mengawal pertumbuhan, untuk memastikan bahawa kadar nukleasi lebih besar daripada kadar pertumbuhan, iaitu, memastikan bahawa Bahan PZT piezo serbuk seramik prekursor terbentuk di bawah tahap penyejukan super atau supersaturasi yang tinggi. Kedua, pencegahan aglomerasi serbuk PZT adalah termasuk cara menghalang aglomerasi semasa penyediaan serbuk. 1. Memilih keadaan tindak balas yang munasabah (seperti pH, kepekatan tindak balas dan suhu; 2. Sintesis serbuk, proses pengeringan dan rawatan khas, termasuk tegangan permukaan rendah semasa sintesis serbuk, supaya serbuk padat dengan kurang penggumpalan boleh diperolehi; proses pengeringan khas digunakan dalam proses pengeringan, terutamanya pengeringan beku, pengeringan superkritikal dan asas pengeringan permukaan inframerah-jauh, dsb. ketegangan, atau untuk membuat zarah tetap dan tidak rapat antara satu sama lain Sebagai contoh, lyophilization ialah penggunaan suhu rendah dan tekanan negatif untuk menyuburkan medium cecair mentah yang dibekukan ke dalam fasa pepejal di bawah tekanan negatif disebabkan oleh Zarah fasa pepejal dibekukan dalam medium cecair mentah, dan tidak ada antara muka gas-cecair dengan tegangan permukaan yang besar dalam kapilari antara zarah-zarah, dengan itu mengelakkan penggumpalan cecair yang serius.

Memilih keadaan pengkalsinan terbaik atau proses khas, seperti penggunaan pemanasan gelombang mikro tanpa pemindahan haba, kecekapan tenaga yang tinggi dan ciri-ciri lain untuk menggantikan relau elektrik suhu tinggi tradisional, Satu komponen badan panas PZT diperoleh pada 600°C. Kaedah-kaedah transduser elemen piezoelektrik untuk menghapuskan penggumpalan selepas pembentukan kumpulan adalah: pemendapan atau pemendapan, pengisaran dan rawatan ultrasonik dan penyebaran, dan seumpamanya. Sebagai contoh, Wang Xicheng menggunakan logam alkoksida dan nitrat sebagai bahan mentah untuk mengawal ketat keadaan kopresipitasi, pencucian dan penyebaran. Dengan menggunakan teknologi pengeringan beku dan proses pengkalsinan yang munasabah, komponen adalah homogen dan tidak mempunyai aglomerat keras. Fasa perovskit tunggal, aktiviti pensinteran tinggi serbuk halus PZT 52 bersaiz mikron. Dibentuk oleh teknologi penekan isostatik sejuk (CIP), pensinteran ketumpatan boleh dicapai pada 800°C, dan ketumpatan relatifnya mencapai 98%.

Pengaruh ke atas kualiti PZT produk unsur cakera piezoelektrik terutamanya merangkumi dua aspek: Pertama, volatilisasi plumbum semasa proses pensinteran seramik piezoelektrik PZT menyebabkan komponen menyimpang daripada stoikiometri yang tepat untuk mengurangkan prestasi produk; sebaliknya, ia merujuk kepada Zr/Ti dalam komponen. Turun naik menjejaskan kestabilan prestasi produk PZT. Penuapan plumbum secara amnya dianggap disebabkan oleh suhu pensinteran seramik PZT yang lebih tinggi, oksida plumbum mempunyai tekanan wap tepu yang agak tinggi dalam persekitaran suhu tinggi volatilisasi plumbum, semakin tinggi tekanan wap tepu. Plumbum yang lebih mudah meruap, dan apabila Zr/Ti meningkat, suhu pensinteran seramik piezoelektrik PZT meningkat, tekanan wap tepu oksida plumbum secara beransur-ansur meningkat, dan kehilangan plumbum menjadi lebih serius, jadi PZT dengan seramik piezoelektrik Zr/Ti tinggi lebih sukar untuk disinter, tekanan separa meruap oksigen terlalu rendah boleh menyebabkan tekanan separa meruap oksigen yang terlalu rendah. Bahan PZT yang disediakan oleh kaedah fasa pepejal tradisional mempunyai aktiviti pensinteran yang rendah .suhu pensinteran biasanya sekitar 1200°C, yang mudah menyebabkan sejumlah besar plumbum meruap, dan prestasi produk tidak tinggi. Oleh itu, produk PZT disediakan dengan kaedah fasa pepejal adalah sukar untuk memenuhi keperluan prestasi. Pada masa ini, langkah-langkah utama yang diambil oleh penyelidik bahan di dalam dan luar negara untuk volatilisasi plumbum adalah seperti berikut: Pertama, plumbum berlebihan ditambah kepada sintesis serbuk. pada peringkat awal pensinteran adalah disebabkan oleh pembentukan fasa cecair, yang boleh meningkatkan kawasan sentuhan bahan tindak balas, mempercepatkan kadar resapan zirkonium, titanium dan dopan meningkatkan keseragaman produk; fasa cecair membentuk juga boleh mempercepatkan pembubaran dan pemendakan. Pergerakan resapan memudahkan susunan dan pembungkusan rapat zarah.yang mempercepatkan ketumpatan produk. Walau bagaimanapun, apabila jumlah plumbum yang ditambahkan terlalu banyak, plumbum yang berlebihan akan memendap pada sempadan butiran di satu pihak, yang akan mengurangkan prestasi produk. Sebaliknya, ia dengan mudah akan menyebabkan kepekatan tempatan titanium dalam komponen kristal cakera piezos menjadi terlalu tinggi, yang disebabkan oleh keterlarutan TiO2 dalam fasa cecair plumbum oksida. Ia lebih besar daripada keterlarutan ZrO2, sekali gus menyebabkan kandungan titanium tempatan produk PZT selepas pensinteran menjadi tinggi, terutamanya pada sempadan butiran, sekali gus menjejaskan keseragaman struktur mikro dan mengurangkan prestasi produk. Penambahan plumbum berlebihan juga menjejaskan sifat mekanikal komponen seramik piezoelektrik PZT: apabila produk mempunyai lebihan plumbum yang berlebihan, mod patah ialah patah transgranular; kekurangan plumbum ialah patah sempadan butiran.

Kedua, dalam proses pensinteran produk, mengikut mekanisme volatilisasi plumbum, sistem pensinteran yang munasabah dan langkah-langkah khas diterima pakai. Ia digunakan secara meluas untuk menambah helaian suasana pensinteran dan pensinteran dengan menggunakan teknik bismut dua lapis, dan untuk mengawal suasana pensinteran menjadi suasana pengoksidaan. Ini akan mengurangkan volatilisasi plumbum dan menghalang produk daripada menghitam. Dalam suasana yang mengecil, Ti4+ mudah dibuat menjadi hitam oleh Ti3+ asal.

Yang ketiga ialah menambah jumlah dopan yang sesuai. Doping di satu pihak mengurangkan volatilisasi plumbum dan sebaliknya meningkatkan prestasi artikel PZT. Keempat ialah mengkaji lebih lanjut sintesis serbuk PZT aktiviti tinggi, supaya seramik piezoelektrik PZT boleh mencapai ketumpatan dan pensinteran pada suhu yang lebih rendah daripada julat suhu pemeruapan plumbum. Di samping itu, mekanisme volatilisasi plumbum masih perlu dikaji lebih lanjut.