Onderzoek naar het polarisatieproces van PZT-piëzo-elektrische keramiek

~!phoenix_var120_0!~ ~!phoenix_var120_1!~

~!phoenix_var122_0!~ ~!phoenix_var122_1!~

In het polarisatieproces is het elektrische polarisatieveld de externe drijvende kracht voor het sturen van het domein. In het geval dat de verzadigingsveldsterkte van het materiaal niet wordt overschreden, geldt: hoe groter E, hoe groter het effect van de oriëntatie van de domeinuitlijning, en de mate van polarisatie. Hoe completer, hoe beter de piëzo-elektrische prestaties. Elektronen die bij lage druk moeilijk af te buigen of te heroriënteren zijn, zijn gevoeliger voor afbuiging of heroriëntatie onder hoge druk, waardoor de polarisatie completer wordt. Voor een inversiedomein van 180° stuurt de inversie van het domein het omgekeerde domein niet door de laterale beweging van zijn domeinwand, maar zorgt er eerder voor dat er veel polarisatie ontstaat nabij de elektrode langs de rand van het monster binnen het inversiedomein. Een nieuw, scherpachtig domein met een richting die consistent is met de richting van het elektrische veld. Na kiemvorming van het nieuwe domein beweegt het zich voort onder invloed van een elektrisch veld en dringt het door het hele monster. Wanneer het elektrische veld wordt versterkt, verschijnen er voortdurend nieuwe domeinen en plant de voorwaartse ontwikkeling zich voort naar het gehele omgekeerde domein. Ten slotte wordt het omgekeerde domein hetzelfde als de richting van het externe elektrische veld, en combineert het met aangrenzende isotrope domeinen om een ​​groter volume te vormen. Voor een 90°-domein kan de domeinmuur lateraal bewegen, en het kritische elektrische veld dat nodig is voor de laterale beweging van het 90°-domein is kleiner dan het kritische elektrische veld dat nodig is voor de scherp gevormde nieuwe domeinkern, maar de 90°-domeinsturing en de externe elektrische veldrichting zijn vereist. Consistent vereist een groter elektrisch veld, en de ontwikkeling van het nieuwe domein is voornamelijk afhankelijk van het externe elektrische veld om de laterale beweging van de 90° domeinmuur te stimuleren. Onder de voorwaarde t = 15 min en T = 130 °C werd de polarisatie van het piëzo-elektrische keramische stuk veranderd met E, en de piëzo-elektrische constante d33 veranderde met E. Het is te zien dat wanneer E < 1,5 kV/mm, d33 langzaam toeneemt met de toename van E; wanneer E > 1,5 kV/mm neemt d33 snel toe met de toename van E, maar wanneer E > 2,5 kV/mm daalt d33 plotseling snel. Dit komt omdat wanneer E < 1,5 kV/mm, de polarisatie het materiaal alleen gemakkelijk kan laten draaien naar een domeinoriëntatie van 180 ° in de richting van het externe elektrische veld, dus de d33-waarde is lager en de toename is langzamer; wanneer E > 1,5 kV is het externe elektrische veld groter dan het dwingende elektrische veld van het materiaal, zodat het 90°-domein dat moeilijk is om het materiaal te draaien, neigt naar de richting van het externe elektrische veld, zodat de d33 snel toeneemt; ga door met het vergroten van de externe elektrische veldsterkte, wanneer E > 2,0 kV/ Bij mm is de piëzo-elektrische domeinomslag in het materiaal bijna voltooid, dus de toename van d33 heeft de neiging langzaam te zijn. Maar wanneer E een bepaalde waarde bereikt (E > 2,5 kV/mm), krijgen de vrije elektronen in het piëzo-keramiek meer energie in het elektrische veld dan de verloren energie. Volgens de ionisatiebotsingstheorie kunnen de vrije elektronen na elke botsing aanwezig zijn. Het accumuleren van energie zorgt ervoor dat de temperatuur van de keramische plaat voortdurend stijgt, de piëzo-elektrische prestaties worden voortdurend verslechterd en uiteindelijk treedt thermische storing op. Bovendien kunnen, als het aangelegde elektrische veld voldoende hoog is, als gevolg van het tunneleffect van de kwantummechanica, de verboden band-elektronen de geleidingsband binnendringen, en onder invloed van het sterke veld worden de vrije elektronen versneld, waardoor de elektronen botsen en ioniseren. Op dit moment stijgt, als gevolg van de toename van de stroom, de lokale temperatuur van het piëzokristal, waardoor het piëzokristal gedeeltelijk smelt en zijn structuur vernietigt, zodat de eigenschappen van het piëzokeramiek worden verslechterd en uiteindelijk afbraak optreedt.

Effect van polarisatietemperatuur op piëzo-elektrische eigenschappen

Onder de voorwaarde van E = 2,0 kV/mm en t = 15 min, wordt T veranderd om het piëzo-elektrische keramiek te polariseren. De variatie van d33 en d33 begint sneller toe te nemen. Nadat de temperatuur 130 °C had bereikt, bleef de waarde van d33 vrijwel onveranderd. Dit komt doordat bij lagere temperaturen, naarmate de temperatuur stijgt, de piëzokristal-asverhouding kleiner wordt, de domeinactiviteit toeneemt en de interne spanning veroorzaakt door de 90°-sturing van de domeinen kleiner wordt, dat wil zeggen dat de domeinsturing wordt beïnvloed. De weerstand is klein en de domeinen zijn gemakkelijk georiënteerd, dus polarisatie is gemakkelijker uit te voeren. Wanneer T 130 °C bereikt, worden de meeste piëzo-elektrische domeinen gedraaid en is de besturing verzadigd, zodat de waarde van d33 niet verandert.

Polarisatieomstandigheden hebben een grote invloed op de prestaties van piëzo-elektrische keramiek, en het elektrische polarisatieveld is de belangrijkste factor in de polarisatieomstandigheden. Theoretisch zouden, wanneer het aangelegde elektrische veld de coërcitieve veldsterkte overschrijdt, de meeste domeinen moeten worden gedraaid en gepolariseerd, opnieuw gerangschikt en volledig gepolariseerd, maar onder een dergelijk elektrisch veld kan dit niet worden verkregen, zelfs als het lange tijd gepolariseerd is. Betere piëzo-elektrische eigenschappen. Om de piëzo-elektrische eigenschappen van het materiaal volledig tot hun recht te laten komen, moet het elektrische veld worden opgeteld bij de verzadigingsveldsterkte, die 3 tot 4 maal de coërcitieve veldsterkte bedraagt. Daarom is het dwingende elektrische veld de ondergrens van het elektrische veld dat wordt geselecteerd tijdens polarisatie, en de verzadigingsveldsterkte. Er kan worden aangenomen dat de bovengrens van de veldsterkte wordt geselecteerd op het moment van polarisatie, en als de verzadigingsveldsterkte wordt overschreden, wordt de storing gemakkelijk gevonden. Na uitgebreide overweging worden de optimale polarisatieprocesparameters van het 6,5 MHz piëzo-elektrische keramische filter bepaald: de elektrische veldsterkte van de polarisatie is 2,2 kV/mm en de polarisatietemperatuur is 130 °C. Op basis hiervan wordt de paal bepaald. De tijd is 15 minuten. De experimentele resultaten laten zien dat wanneer de polarisatietijd groter is dan 15 minuten, het effect op de piëzo-elektrische prestaties niet duidelijk is. Uit het experiment bleek ook dat het gebruik van geleidende zilverpasta op lage temperatuur in plaats van de algemeen gebruikte zilverpasta op hoge temperatuur bij het zilversinterproces de piëzo-elektrische en mechanische eigenschappen van de keramische plaat tot op zekere hoogte kan verbeteren, maar de hechtsterkte is lager en de kosten zijn hoger. Hoog en ongeschikt voor industriële productie. Bij het experiment met het bakproces werd ontdekt dat de piëzo-keramische plaat een temperatuur heeft van meer dan 1.250 ° C en een verblijftijd van meer dan 2 uur tijdens de polarisatie gevoelig is voor afbraak, wat resulteert in een toename van het aantal scheuren. Dit komt omdat hoe hoger de baktemperatuur en hoe langer de verblijftijd, des te ernstiger kristallisatie optreedt, zodat kleinere korrels grote korrels worden, wat meestal leidt tot een toename van de keramische porositeit en een afname van de keramische dichtheid. Het vermindert de mechanische sterkte en de diëlektrische constante en vermindert tegelijkertijd de mechanische kwaliteitsfactor van het piëzo-keramiek.

 Wanneer de overdracht arriveert, wordt de overdracht geverifieerd. Als dit lukt, worden de in de voorbereidingsfase toegewezen middelen overgedragen aan de protocoltoegangsmodule en wordt er een oproep naar de besturing gestart. Op dit moment beschouwt de oproepbesturing de oproep als een normale terminaloproep. Wanneer de protocoltoegangsmodule aan de HOM rapporteert dat de terminal daadwerkelijk toegang heeft gehad tot het bericht, kan worden aangenomen dat de switch zich in een stabiele toestand bevindt. Als de ingeschakelde terminal andere handovers nodig heeft, zoals interne handover of daaropvolgende handover, kan deze worden uitgevoerd volgens de HO-functiebeschrijving. Er moet op worden gewezen dat de geschakelde OT-uiteinden niets te maken hebben met de OT-uiteinden van het gesprek. Het T-einde en het O-einde van het gesprek kunnen het geschakelde O-einde of het geschakelde T-einde zijn. Uit onderzoek naar GSM- en UMTS-overdracht blijkt dat als er GSM- en UMTS-overdrachten plaatsvinden in de mobiele softswitch, er veel overeenkomsten zijn tussen het signaleringsproces en de mediabesturing, vooral de overdrachtsberichten van BSSAP en RANAP. In het ontwerpproces van de staatsmachine wordt overwogen om de fusie van de twee protocollen te implementeren en uiteindelijk het schema van scheidingsimplementatie over te nemen. Het signaleringsproces van een enkel protocol bij overdracht is niet ingewikkeld, en de complexiteit van overdracht komt voornamelijk voort uit de samenwerking van protocollen op meerdere verschillende interfaces. De samenvoeging van de overdrachtsgerelateerde berichten in de twee protocollen van het Base Station Subsystem Application Part (BSSAP) en het Radio Access Network Application Part (RANAP) kan niet sterk worden vereenvoudigd voor het ontwerp van de overdrachtsstatusmachine, en zal dat ook voor BSSAP zijn. Het ontwerp aangepast aan het RANAP-protocol voegt complexiteit toe. Bovendien zal de fusie resulteren in redundantie van berichten en parameters of verlies van functionaliteit.