Kemajuan dalam pembangunan seramik piezoelektrik PZT tersinter suhu rendah adalah terutamanya kaca lebur rendah, sebatian atau sebatian yang boleh diselesaikan pepejal dengan seramik piezoelektrik PZT.
4.1 Menyejukkan dengan menambahkan bahan takat lebur yang rendah
Suhu pensinteran PZT penderia seramik piezo diturunkan dengan mendopan bahan peleburan rendah PbO·WO3 dengan kaedah fasa pepejal. Didapati bahawa apabila jumlah doping PbO·WO3 ialah 0.5 mol%, fasa perovskit tulen boleh diperolehi dengan memegang pada 900 °C. Prestasi terbaik komposisi boleh diperolehi dengan memegang pada 1100 °C. Pemalar dielektrik ialah 1593, kehilangan dielektrik tan δ = 0. 019, pekali piezoelektrik d33 = 363. 5 × 10 pCPN , pekali gandingan elektromekanikal Kp = 0. 596 , faktor kualiti mekanikal Qm = 88. 4. Didapati bahawa titik lebur sepenuhnya PbO3 semasa fasa cair proses pensinteran dan memasuki kekisi kristal, yang bertindak sebagai pensinteran fasa cecair, suhu pensinteran dan mengelakkan pembentukan dua fasa. kesan suhu pensinteran yang berbeza pada struktur mikro dan sifat piezoelektrik seramik piezoelektrik PMS-PZT. Keputusan eksperimen menunjukkan bahawa seramik PMS - PZT masih boleh membentuk struktur padat pada pensinteran suhu sederhana dan rendah dari 1100 hingga 1150 °C, dan sifat piezoelektrik dan dielektrik adalah hampir dengan yang diperoleh pada suhu pensinteran optimum (1240°C). Ini terutamanya kerana PbO dan Sb2O5 boleh membentuk fasa cecair peralihan pada suhu pensinteran yang lebih rendah (1100 hingga 1150 °C), dengan itu menggalakkan ketumpatan bahan dan memperkaya sebagai fasa sekunder pada sempadan butiran. Apabila suhu pensinteran meningkat, mereka boleh memasuki semula kekisi kristal untuk membentuk struktur perovskit tunggal. Pensinteran suhu rendah pengubah seramik piezoelektrik berlapis berlapis PMN-PZT telah dikaji. Dengan menambah Li2CO3 dan Bi2O3 sebagai alat pensinteran dalam seramik PMN-PZT, fasa cecair LiBiO2 telah terbentuk semasa pensinteran untuk mengurangkan porselin PMN-PZT. Tujuan suhu pensinteran dan Bi3 + (0. 96 ! ) dan Li + (0. 74 ! ) masing-masing menggantikan Pb2 + ( 1. 18 ! ) dan Ti4 + (0. 68 ! ), dan membentuk kekosongan Pb. Dan kekosongan O telah memainkan peranan dua pengubahsuaian. Bahan seramik piezo boleh disinter pada suhu rendah 940 ° C, dan ketumpatan mencapai 96% daripada ketumpatan teori, dan mempunyai parameter prestasi dielektrik dan piezoelektrik yang sangat baik. Ia ditambah Bi4 Ti3O12 komposit oksida sebagai bantuan pensinteran untuk mengurangkan suhu pensinteran seramik PZT (52P48). Telah disahkan bahawa Bi4 Ti3O12 boleh membentuk sejumlah besar fasa cecair untuk menggalakkan ketumpatan pensinteran semasa pensinteran. yang lain cuba menambah Li2O kepada PMN-PZT untuk membentuk fasa cecair peralihan untuk menggalakkan pensinteran, dan padat tersinter yang mencukupi pada 950 °C. Selain itu, pensinteran fasa cecair PZT juga boleh dicapai dengan menambahkan MnO2, PbF2, NaF, V2O5, dan seumpamanya. Walau bagaimanapun, penambahan kaca atau oksida lebur rendah boleh memperkenalkan fasa kedua, dan kehadiran fasa kedua yang terlalu banyak tidak dapat dielakkan membawa kepada penurunan ketara dalam pemalar dielektrik seramik piezo, dan peningkatan dalam kehilangan dielektrik tan δ, yang mesti diperhatikan.
3. 2 menyejukkan dengan membentuk larutan pepejal
Ia disediakan kaedah sintesis fasa pepejal konvensional menggunakan Pb0. 94 Sr0. 06 (Ni1P2 W1P2 ) 0. 02 (Mn1P3 Nb 2P3) 0. 07 ( Zr0. Ti0. 49 ) 0. 91 ( 0. 02PNW - 0. 07PMnN - 0. 91PZT) hablur cakera piezoelektrik . Dengan menambahkan BiFeO3 cair rendah untuk memperkenalkan ion doping lembut seperti Fe3 + dan Bi3 +, kerana saiz ion, jenis kekisi dan harga elektrik tidak jauh berbeza daripada PZT piezo kristal fasa A, ia boleh dilarutkan bersama untuk membentuk larutan pepejal. Fasa cecair terbentuk semasa pensinteran untuk menggalakkan pensinteran. Pada masa yang sama, pengenalan ion lembut juga boleh meningkatkan sifat seramik piezoelektrik. Apabila jumlah doping BiFeO3 ialah 10% (mol), seramik PNW-PMnN-PZT yang disinter pada 950 °C mempunyai sifat piezoelektrik terbaik. Ia diperolehi sebatian terner PZT-PCN dengan menambahkan Pb (Cu0. 33Nb0. 67) O3 kepada PZT dengan kaedah fasa pepejal konvensional. Apabila kandungan relatif PCN ialah 0.08, pada 1050 Ketumpatan pensinteran selama 2 jam boleh mencapai 7.8 hingga 7. 9 gPcm3, iaitu 98% daripada ketumpatan teori. Pensinteran pada 950 °C selama 2 jam memberikan sifat elektrik yang lebih baik: d33 = 473 pCPN, εr = 1636, Kp = 0.64. Penulis percaya bahawa PCN dan PZT membentuk penyelesaian pepejal, di mana lebur awal CuO menyumbang kepada pengubahsuaian doping Nb5 +, dan fasa cecair yang terbentuk secara serentak mengurangkan suhu pensinteran. Menunggu kes di mana MnO2 didopkan dengan PZT-PZN. Apabila jumlah doping MnO2 ialah 0.4 wt%, seramik PZT-PZN boleh ditumpat sepenuhnya selepas pensinteran pada 930 °C selama 4 jam. Sifat elektrik terbaik yang ada ialah Qm = 1000, Kp = 0.62, d33 = 330 pCPN. Mekanismenya adalah seperti berikut PZT membentuk penyelesaian pepejal dengan PZN, yang mengurangkan suhu pensinteran dan meningkatkan sifat elektrik seramik piezo. Dengan menambah MnO2, ia memainkan peranan penebalan dan pensinteran, menjadikan bahan lebih padat dan lebih mudah untuk sinter, dan meningkatkan nilai Qm bahan. Selanjutnya, larutan pepejal yang mampu membentuk larutan pepejal dengan seramik PZT ialah BaCu0. 5W0. 5 O3 (BCW) , NaNbO3 [20 ], Sr (Cu1P2 W1P2 ) O3 , BiFeO3 (BF), dan seumpamanya. Aditif ini bukan sahaja mengurangkan suhu pensinteran, tetapi juga mengekalkan dan meningkatkan prestasinya, yang sangat penting untuk penjimatan tenaga dan pengurangan pencemaran alam sekitar.
Secara umum, menurunkan suhu pensinteran secara tidak wajar bahan transduser tiub piezoceramic mengakibatkan penurunan prestasi. Oleh itu, sementara suhu dikurangkan dengan banyak, ketumpatan dan prestasi badan seramik yang baik boleh dipastikan untuk mencapai pensinteran suhu rendah bahan seramik piezoelektrik. Sudah tentu, pensinteran suhu rendah bukan sahaja dicapai dengan satu laluan, tetapi memerlukan gabungan pelbagai kaedah, penyelarasan, dan pelengkap jangka panjang untuk mencapai hasil terbaik. Oleh kerana proses mudah pensinteran fasa cecair, kos rendah, dan prestasi baik seramik piezo pada suhu yang lebih rendah, ia telah menjadi topik penyelidikan yang hangat di dalam dan di luar negara, dan mempunyai prospek aplikasi yang luas dalam pengeluaran perindustrian. Pada masa ini, untuk mengurangkan kos penyediaan peranti cip seramik piezo berbilang lapisan dan merealisasikan tujuan menggunakan elektrod dalaman perak dan tembaga yang dinyalakan bersama sebagai peranti cip, adalah penting untuk mengkaji teknologi pensinteran suhu rendah seramik piezoelektrik PZT.
Hubei Hannas Tech Co., Ltd ialah pengeluar seramik piezoelektrik profesional dan transduser ultrasonik, khusus untuk teknologi ultrasonik dan aplikasi perindustrian.
