Invloed van microstructuur en piëzo-elektrische eigenschappen van PZT-materialen

De temperatuur van de loodoxidevervluchtiging wordt hydrothermisch gesynthetiseerd PZT-piëzo-keramisch poeder is 944,71°C en de reactietemperatuur tussen de deeltjes is 811,26°C; de reactietemperatuur tussen de vaste fase synthetische PZT-poederdeeltjes is 1243,47 ° C, en de vervluchtigingstemperatuur van loodoxide is 1212,29 ° C; De laagste eutectische temperatuur van het PZT-systeem is 838°C. Het is duidelijk dat redelijke procesmaatregelen moeten worden genomen volgens het vervluchtigingsmechanisme van lood en dat de bereidingsmethode van PZT-poeder is om de vervluchtiging van lood te verminderen en de prestaties van PZT-producten te verbeteren. Studies hebben aangetoond dat Zr/Ti nauw verwant is aan de prestaties van PZT-producten. Momenteel is Zr/Ti voor de studie van PZT-materialen voornamelijk geconcentreerd in het materiaalbereik. Echter, Pzt-piëzo-elektrische schijven vertrouwen uitsluitend op verschillende Zr/Ti om de prestaties van PZT-producten te verbeteren en kunnen niet voldoen aan de eisen van PZT-producten op hetzelfde gebied. Het is ook noodzakelijk om de productprestaties te verbeteren door een geschikte hoeveelheid doteermiddelen te selecteren op basis van Zr/Ti. Tegelijkertijd wordt de invloed van de fluctuatie van Zr/Ti op de prestatiestabiliteit van PZT-producten verminderd.

Het additief kan onderling oplosbaar zijn in het hoofdkristalrooster en kan in de korrelgrens worden neergeslagen in de vorm van de tweede fase. Wanneer de onderlinge oplossing wordt opgelost, slaat de tweede fase neer in de korrelgrens, wat de hechtkracht tussen de korrels of de korrelgrensprestaties beïnvloedt. De belangrijkste effecten van doping zijn onder meer de vorming van vacatures en de remming van de korrelgroei, de vorming van een vloeibare fase en de uitbreiding van de sintertemperatuur. piëzo-elektrische buisvormige transducer . Tegelijkertijd kan het, afhankelijk van de rol van het doteermiddel in het PZT-piëzo-elektrische keramiek, in drie typen worden verdeeld. acceptordoping en variabele ionen zijn samengestelde doping. In de dopingmodificatiestudie van PZT-piëzo-elektrische keramiek zijn La3+, Mn2+ en Nb5+ in grote hoeveelheden bestudeerd. Hierin werd het effect van gedoteerd Nb2O5 op de bereiding van PZT65/35-materiaal met behulp van de vaste-fasemethode bestudeerd. Er werd ontdekt dat de toevoeging van niobium de verdichting aanzienlijk bevorderde en de graangroei remde; met het toenemen van het niobiumgehalte en het niobiumgehalte. De versterking van de elektrostatische werking van het oppervlaktelichaam zorgt ervoor dat de oplosbaarheidslimiet in het PZT-materiaal ongeveer 7% bedraagt. Wanneer de hoeveelheid minder dan 7 ml% bedraagt, zijn het yttrium- en het perovskietkristalrooster volledig onderling oplosbaar. Op dit moment bevindt het product zich volledig in een perovskietfase, waarbij de donor zichtbaar is. wanneer de hoeveelheid meer dan 7 ml% bedraagt, zal overtollig ruthenium reageren met lood of titanium, resulterend in de productie van een tweede fase, zoals een fluorietfase, die de diëlektrische eigenschappen en piëzo-elektriciteit verlaagt.

De effecten van mangaandotering op de microstructuur en piëzo-elektrische eigenschappen van PZT-materialen werden onderzocht. De valentietoestand van mangaan in PZT-materialen werd bepaald. De resultaten laten zien dat mangaan voornamelijk voorkomt in Mn2+ en Mn3+ in PZT-materialen. In PZT-keramiek. De 'oplosbaarheid' bedraagt ​​ongeveer 1,5 mol%. Wanneer het mangaangehalte minder dan 0,5 mol% bedraagt, zal Mn bij voorkeur via Mn2+ en Mn3+ op de (Zr, Ti)-positie in het kristalrooster terechtkomen. Het mangaan-doteringsmateriaal vertoont ook in dit concentratiebereik. Piëzo-elektrische activiteit van 'zachte' en 'harde' materialen heeft verschillende soorten doteermiddelen. De onderzoeksfocus ligt op het verbeteren van de eigenschappen van het product door de juiste hoeveelheid toevoeging te vinden om het volledig oplosbaar te maken in de PZT gepolariseerde piëzo-transducers . Bovendien is het huidige doping-modificatie-onderzoek gericht op dopingobjecten die zich voornamelijk richten op de vaste fase-methode om PZT-materialen te bereiden, en doping met een vaste fase-vorm van oxide, het is moeilijk om de uniformiteit van componenten en nauwkeurige stoichiometrie te garanderen, hoe fasedoping kan worden bereikt zal een van de toekomstige onderzoeksrichtingen van PZT-piëzo-elektrische keramiek zijn.