Sinteromstandigheden van piëzo-elektrische keramiek

Bepaling van de sinteromstandigheden:

Om de sinteromstandigheden te bepalen, moeten we aandacht besteden aan de relatie tussen de twee aspecten: het eerste is de relatie tussen de sinteromstandigheden en de microstructuur en eigenschappen van het porselein; de andere is de relatie tussen de sinteromstandigheden en de vorm en grootte van de plano. Hieronder volgt een beschrijving van de PZT-materiaal piëzo-elektrische keramiek met sintertemperatuur is de op PZT gebaseerde keramische component, die voornamelijk afhangt van de chemische samenstelling van de formulering, dit zijn de korrelgrootte van het keramiek, de vorm en grootte van het groene lichaam, de vormmethode, de verwarmingssnelheid en de houdtijd. Het beste bakken wordt doorgaans bepaald door het meten van de krimp, de dichtheid, de microstructuur en de elektrische eigenschappen van de componenten bij verschillende sintertemperaturen tijdens het proefbakken. Over het algemeen moet piëzo-keramiek met een breed sintertemperatuurbereik (±30 °C) worden gesinterd bij de bovengrens van de sintertemperatuur, maar de houdtijd mag niet te lang zijn; het sintertemperatuurbereik is smal (±10 °C) voor porselein. De ondergrenstemperatuur is gesinterd; en de houdtijd kan op passende wijze worden verlengd. (2) Verwarmingssnelheid en houdtijd: Wanneer de verwarmingssnelheid snel is (ongeveer 300 °C/uur), moet de sintertemperatuur de bovengrens zijn en mag de houdtijd niet worden verlengd; wanneer de verwarmingssnelheid laag is (ongeveer 200 °C/u), sinteren. De temperatuur moet lager zijn dan de ondergrens en de houdtijd kan op passende wijze worden verlengd. Gezien het feit dat PbO vluchtig is bij hoge temperaturen, zijn kleine blanco's met een eenvoudige vorm sneller en van korte duur (≤1 uur). Voor grote en complexe vormen moet de temperatuur echter worden vertraagd en de houdtijd worden verlengd, en moet worden gestreefd naar afdichting en sinteren om het product gelijkmatig te laten sinteren en loodverlies te voorkomen. (3) Koelsnelheid en koelmethode: De koelsnelheid en koelmethode zijn voornamelijk afhankelijk van de vorm en grootte van de plano en de structuur van de sinteroven. Over het algemeen kunnen kleine en middelgrote plano's worden gekoeld door natuurlijke koeling in de oven. Kleine plano's met een eenvoudige vorm, om het graan te verfijnen, voorkomen dat het zwart worden wordt verminderd, waardoor de ovendeur enigszins kan worden geopend en door de lucht kan worden afgekoeld;gevoelige piëzo-elektrische keramiek gebruikt ook de methode van luchtkoeling en snelle koeling, en voert vervolgens natuurlijke koeling uit met de oven onder 850 ° C. Grote plano's met complexe vormen worden over het algemeen gecontroleerd om af te koelen met een koelsnelheid van 100 ° C / uur om vervormingsscheuren te voorkomen.

(1) Voorbereiding vóór het sinteren:

1) Inspectie: 1 verwarmingslichaam van de sinteroven goed of slecht, thermokoppelpositie, stroom- en spanningsbalans, isolatieprestaties en andere ovenomstandigheden; 2 gesinterde vuurvaste onderdelen, zoals de integriteit van het email en de afdekking, de mate van loodabsorptie, goed of slecht Wacht.

2) Bij montage en voeding moet de oven voorzichtig en voorzichtig worden geduwd om het stapelen van de plano te voorkomen. 

Stel het sinterprogramma in. Afhankelijk van de sinteromstandigheden gespecificeerd door het proces, wordt een sinterprogramma ingesteld op de temperatuurregelaar en wordt het sinteren uitgevoerd door elektrische verwarming.

(3) Observeer, pas en registreer regelmatig de bedrijfsomstandigheden van de sinteroven, en controleer, meet en corrigeer herhaaldelijk de temperatuur om temperatuurafwijkingen nabij de optimale sintertemperatuur en houdtijd te voorkomen.

(4) Na het einde van de hittebehoud, uitschakelen, op natuurlijke wijze afkoelen of afkoelen met andere koelmethoden. Het kan gebakken worden onder de 200 C.

Beoordeling van de kwaliteit van het sinteren:

Naast het bepalen van de dichtheid, elektrische eigenschappen en microstructuur, wordt ook de productie van piëzo-keramisch bimorf piëzo-elektrisch keramiek kan worden beoordeeld met een eenvoudiger en directer visueel oordeel. Volgens deze beoordelingsmethode moet het porselein van de geprefereerde sinterkwaliteit de volgende kenmerken hebben:

kleur bij kamertemperatuur: uniform en glanzend;

hechtingsfenomeen: de porseleinen stukken zijn licht gebonden, maar gemakkelijk te scheiden; 3 krimppercentage ongeveer 12%;

inktdiffusie: geen inktpenetratie, geen diffusie; 5 geluid: er is een helder metaalgeluid wanneer erop wordt geslagen; 6 mechanische sterkte: hoge sterkte, niet gemakkelijk te breken;

sectieconditie: uniform, dicht, geen poriën, de schaal is schaalachtig, glanzend in dezelfde oven, porselein in dezelfde smeltkroes, de bovenstaande kenmerken zijn in principe hetzelfde, er is geen significant verschil. De belangrijkste factoren zijn van invloed op het sinteren. De invloed van grondstoffen is dat verschillende grondstoffen met verschillende specificaties en kwaliteiten verschillende soorten en hoeveelheden onzuiverheden bevatten. De activiteiten van verschillende oorsprong en partijen piëzo-elektrische ultrasone transducers zijn ook anders, en de sinteromstandigheden zullen dienovereenkomstig ook veranderen. (2) De invloed van de verhouding zirkonium-titanium (Zr/Ti) met de toename van Zr/Ti zorgt ervoor dat de sintertemperatuur toeneemt en het sinteren zelfs moeilijk wordt. (3) De invloed van additieven. De additieven die het sinteren beïnvloeden, kennen voornamelijk de volgende categorieën:

1 Een 'zacht' additief (zoals La3+, Nb5+, enz.) dat defecten op de A-site veroorzaakt. Bevorderlijk voor ionendiffusie wordt het sintertemperatuurbereik uitgebreid en wordt de sintersnelheid verhoogd.

2 'harde' additieven die O-vacatures veroorzaken (zoals Na+, Fe3+, Sc3+, etc.). De roosterkrimp is niet bevorderlijk voor ionendiffusie en is moeilijk te sinteren.

3 equivalente substitutie met een kleine straal van de substitutie van het A-plaatsion (zoals Sr2+, enz.). Het A-bit is losgemaakt, het rooster is vervormd om de ionendiffusie te vergemakkelijken en het is gemakkelijk te sinteren.

4 Er wordt een additief in de vloeibare fase (zoals SiO2, Bi2O3, enz.) gevormd. In de lange vloeibare fase in het groene lichaam worden ionen gemakkelijk verspreid, wat de sintertemperatuur kan verlagen, wat de segregatieadditieven op de korrelgrens kan beperken (zoals Fe3+, Al3+, Cr3+, Ni3+, enz.). Een deel van het additief is vast opgelost in de piëzo-schijven piëzokeramisch transducerkristal om te wijzigen; een deel wordt gecondenseerd op de korrelgrens, waardoor de korrelgroei wordt beperkt, wat resulteert in een microkristallijne structuur met hoge dichtheid, waardoor de elektromechanische eigenschappen van het porseleinen stuk worden verbeterd en vooral de mechanische sterkte wordt verbeterd.