Nieuws

Je bent hier: Thuis / Nieuws / Basisprincipes van piëzo-elektrische keramiek / Problemen met PZT piëzo-elektrisch keramiekpoeder(1)

Problemen met PZT-piëzo-elektrisch keramiekpoeder(1)

Bekeken: 3 Auteur: Site-editor Publicatietijd: 14-10-2018 Herkomst: Locatie

Informeer

PZT-piëzo-elektrische keramiek staat sinds de jaren zestig in het middelpunt van de belangstelling en onderzoek vanwege de hoge curietemperatuur, sterke piëzo-elektriciteit, gemakkelijke dopingmodificatie en goede stabiliteit. Op het gebied van piëzo-elektrische keramiek. Wat het bereidingsproces van PZT-piëzo-elektrische keramiek betreft, hebben PZT-poedersynthese en verdichtingssinteren de grootste invloed op de kwaliteit van PZT-producten. PZT-poeder heeft de voordelen van een fijne deeltjesgrootte, een groot specifiek oppervlak en een hoge reactiviteit. Het kan de sintertemperatuur en loodvervluchtiging verlagen, wat zorgt voor nauwkeurige stoichiometrie, en de prestaties van PZT-producten verbeteren. Daarom is de bereiding van ultrafijn PZT-poeder PZT-piëzo-elektrische keramiek geworden, wat de focus van het onderzoek is.

De afgelopen jaren zijn er veel nieuwe methoden ontwikkeld voor het onderzoek naar de bereiding van ultrafijne PZT piëzo-keramische materialen . De vaste-fasemethode omvat de microgolfstralingsmethode, mechanisch-chemische methode, reactie-sintermethode en dergelijke naast de conventionele vaste-fasemethode. De vloeistoffasemethode heeft de voordelen van een lage synthesetemperatuur, eenvoudige uitrusting, gemakkelijke bediening, lage kosten, enz., Die is gebruikt voor de bereiding van PZT-poeder, zoals de sol-gel-methode, hydrothermische methode, precipitatiemethode en dergelijke. Er zijn echter nog steeds veel tekortkomingen bij de bereiding en prestaties van PZT-piëzo-elektrische keramiek, waaronder poederagglomeratie, stoichiometrie en gemakkelijke veroudering van producteigenschappen. Poederagglomeratie: die over het algemeen zachte agglomeratie en harde agglomeratie omvat. Zachte agglomeratie is het gevolg van de toenemende en interactie van van der Waals-kracht, elektrostatische aantrekking en capillaire kracht tussen deeltjes naarmate de deeltjesgrootte afneemt; harde agglomeratie is het gevolg van waterstofbindingen tussen chemisch gebonden OH-groepen [2OH H2O(g) + O2-] vormt een brugzuurstofbinding, en een brugzuurstofbinding tussen de deeltjes vormt een interactie. Agglomeratieprobleem De belangrijkste factor bij de prestaties van ultrafijn Pzt-keramisch poeder heeft ook grote invloed op de kwaliteit van PZT-producten. Dit komt omdat het PZT-materiaal een functioneel materiaal is. De basismateriaalvereisten voor het synthetische poeder zijn hoge zuiverheid, ultrafijne, uniforme deeltjesverdeling, goede dispergeerbaarheid, nauwkeurige stoichiometrie en uniforme dotering. Bovendien is er sprake van agglomeratie. PZT-poedersynthese zal leiden tot een afname van de bulkdichtheid en een ongelijkmatige morfologie, en zal een groot aantal poriën introduceren, resulterend in een ongelijkmatige microstructuur, wat de piëzo-elektrische en thermo-elektrische eigenschappen van producten met een laag PZT-gehalte ernstig beïnvloedt. Daarom is het verminderen of vermijden van agglomeratie bij de synthese van ultrafijn PZT-poeder een voorwaarde voor de bereiding van hoogwaardige PZT-piëzo-elektrische keramiek.

De agglomeratie bij de bereiding van ultrasone gepolariseerde piëzo-transducers omvatten twee vormen van zachte en harde agglomeratie. Het agglomeratiemechanisme is ook verschillend voor verschillende poederbereidingsmethoden. De traditionele vastefasesynthese van PZT-poeder wordt gekenmerkt door herhaald kogelmalen en hoge calcineringstemperatuur. Herhaaldelijk kogelmalen introduceert niet alleen onzuiverheden, maar ook overmatig malen leidt tot de vorming van agglomeratie. Vooral de mechanochemische methode die de afgelopen jaren is ontwikkeld, maakt gebruik van voornamelijk mechanische energie; hoge calcineringstemperaturen kunnen ook poederagglomeratie veroorzaken. Het PZT-poeder wordt gesynthetiseerd volgens de vloeistoffasemethode, en de vaste fasedeeltjes in de vloeibare fase ondergaan in het algemeen kiemvorming, groei, coalescentie, agglomeratie en dergelijke. Daarom kan de geagglomereerde structuur ervan worden gevormd in: Ten eerste worden vaste fasedeeltjes gevormd in de vloeibare fase. Door de werking van Brown zitten de deeltjes dicht bij elkaar. Wanneer de kinetische energie tussen de deeltjes groter is dan de barrière die de agglomeraten vormt, agglomereren de deeltjes onder invloed van bruine beweging; de tweede is bezig met het scheiden van vaste stoffen en vloeistoffen. De eliminatie van de vloeibare fase zorgt ervoor dat de deeltjes van de vaste fase dicht bij elkaar komen vanwege de oppervlaktespanning. In het bijzonder de custome pzt piëzo-elektrische schijvenpoeder wordt gesynthetiseerd door water als oplosmiddel te gebruiken, en de sporenhoeveelheid water die tussen de deeltjes achterblijft, zal de deeltjes en de deeltjes stevig binden door waterstofbinding. Bovendien wordt de bereide PZT-poedervoorloper in het algemeen gecalcineerd bij 500-700°C, wat ook poederagglomeratie kan veroorzaken, en ook de vorming van geagglomereerde structuren als gevolg van lokaal sinteren kan verergeren. Het is duidelijk dat de bereiding van PZT-poeder door middel van coprecipitatiemethode, coprecipitatie, korrelgroei tot precipitatie, drogen en calcineren van elk segment kan leiden tot deeltjesgroei en vorming van agglomeraten. Afhankelijk van de vorming van agglomeratie kan het verminderen of vermijden van deeltjesgroei en agglomeratie bij de bereiding van ultrafijn PZT-poeder worden overwogen vanuit de volgende aspecten: