1 domenebevegelse I Pb (Zr0. 52Ti0. 48)O3 PZT materiale piezoelektrisk keramikk sammensetning, tilsetning av oksider som La2O3, Nb2O5, ThO2 og WO3 reduserer Qm-verdien. For å forklare Qm-reduksjonen foreslo den følgende mekanisme. Når erstatter Pb2+, Ti4+, Zr4+ i PZT-keramikk med et metallion har en høyere valens enn Pb2+ eller Ti4+ eller Zr4+ som La3+, Nb5+, W6+, etc., for å opprettholde gitterkraftegenskapene, genereres Pb-vakanser i piezo. Disse Pb ledige plassene reduserer den indre spenningen som hindrer rotasjonen av domenet, slik at domenet blir lett å flytte, den interne friksjonen øker, det dielektriske tapet øker og Qm-verdien synker. Det antas at bevegelsen til domeneveggen forårsaker at Qm-verdien reduseres. I tillegg vet formelen utledet av Yamauchi og Takahashi at Q-1m-verdien er proporsjonal med det dielektriske tapet. En av årsakene til dielektrisk tap er energiforbruket forårsaket av domeneveggens vibrasjonshysterese under påvirkning av det vekslende elektriske feltet. Derfor forårsaker hysteresen av domeneveggvibrasjonen tap av mediet, noe som får Qm-verdien til å synke. I det modifiserte modifiserte piezoelektriske keramiske materialet med lavt Qm, vil vanskeligheten med domeneveggbevegelse direkte tilsvarer Qm-verdien.
2 Space Charge
Når Pb2+, Ti4+, Zr4+ i PZT piezokeramikk erstattes av metallioner med lavere valens enn Pb2+ eller Ti4+ og Zr4+ som K+, Na +, Cr3+, Fe3+, øker Qm-verdien bemerkelsesverdig. Dette kan forklares med effekten av romladning på domenet. Ren PZT piezoelektrisk keramikk viser ledning av hull på grunn av ledige blyplasser, mens positive-lavvalente metallion-additiver fungerer som akseptorer i kroppen. Tilsetningen av et lavkostmetallion øker det negative senter- og bærehullene i den piezokeramiske kroppen, det vil si genererer en stor mengde romladning. For å eliminere det elektriske feltet som genereres av den diskontinuerlige endringen av domeneveggen, er den negativt ladede romladningen konsentrert i domenet. Den positive terminalen og den positivt ladede romladningen er konsentrert i den negative enden av domeneveggen, og danner et romladningsfelt (Eq) som er det samme som polarisasjonsretningen til domenet. Når et eksternt elektrisk felt påføres for å snu domenet, overvinner det ikke bare den spontane polarisasjonen til det opprinnelige domenet, og overvinner også romladningsfeltet Eq. Det vil si at effekten av romladning undertrykker bevegelsen til domenet, og reduserer dermed den interne friksjonen og øker Qm-verdien. For å estimere tilstedeværelsen i keramikken .Mengden romladning introdusert en kan observere Definisjonen er parameteren for mengden romladning (Ps - Pi) / Ps for å karakterisere mengden romladning. Verdien av ( Ps - Pi ) / Ps varierer med type og mengde urenheter. For rimelige metalladditiver (hard additiv) øker mengden av romladning ettersom mengden av doping øker, mens mengden plassladning for høyprisede additiver (myke additiver) er liten og nesten umulig å måle. Derfor er trykket med høy Qm-verdi I elektrisk keramikk er endringen av Qm-verdi relatert til romladning. Når temperaturen stiger, migrerer romladningen i piezo keramiske krystaller , som reduserer akkumulering av romladning, fremmer bevegelsen av domeneveggen og reduserer Qm-verdien. For tilsetning av myke materialer, på grunn av keramikk, er mengden romladning som genereres i kroppen liten, og temperaturendringen fører til at migreringen av romladningen blir liten. Derfor er temperaturstabiliteten til Qm generelt høyere enn for hardt tilsetningsstoff.
3 Kroppsresistivitet For myke additivmodifiserte materialer
volumresistiviteten er 1 til 2 størrelsesordener høyere enn for det harde additivmodifiserte materialet fordi en liten mengde dopemiddel gir overskudd av elektroner. Den opprinnelige hullrekombinasjonen reduserer konsentrasjonen av elektronhull i den piezokeramiske kroppen, og øker dermed volumresistiviteten. Den høye volumresistiviteten er fordelaktig for å øke den elektriske polarisasjonsfeltstyrken til den piezoelektriske keramikken, og domeneorienteringsbevegelsen er mer tilstrekkelig, noe som resulterer i at det dielektriske tapet øker og Qm-verdien synker. For hardt additiv dopede materialer, er økningen i romladning og bulkmotstand ledsaget av en økning Qm. Jo lavere temperatur, desto større er bulk-resistiviteten til materialet. Det er vanskelig å migrere romladningen, domenebevegelsen undertrykkes og Qm-verdien reduseres. Når forholdet mellom volumresistiviteten og Qm-verdien er kvantitativt karakterisert, som beskrevet ovenfor, har Qm-verdien blitt uttrykt som en funksjon av romladningsmengden og volumresistiviteten.
4 Kornstørrelse Stor kornstørrelse under polarisasjonsprosessen,
klemspenningen som genereres ved korngrensen er liten, materialet er lett å polarisere, den indre friksjonen reduseres og Qm-verdien økes. Men hvis kornstørrelsen er for stor, vil korngapet oppstå. Økt kompakthet, påvirker piezoelektrisk ytelse; korn er for lite, korngrensen har sterk klemeffekt på domenet, noe som gjør domenets styrebevegelse vanskelig, og reduserer den piezoelektriske ytelsen. Derfor må kornstørrelsen være moderat. Studiet av CeO2-dopet Pb (Mn1/ 3Sb2/ 3)2PbTiZrO3 ternær piezoelektrisk keramikk viser at etter tilsetning av CeO2 er keramikken tett og kornene moderate, noe som forbedrer mikrostrukturen til piezokeramikken. Et stående bølge ultralydmotormateriale med høy spenning og høy Qm-verdi ble oppnådd.
5 Gitterkonstantstudie Fasediagrammet av PZT-basert piezoelektriske platetransdusermaterialer kan bli funnet at justering av Zr/Ti-forholdet og den tredje eller fjerde komponenten vil forårsake endringer i gitterparametere; i tillegg kommer dopingioner inn i gitteret, krystall Gitterparameteren endres også. Hvis krystallakseforholdet øker c/a, på tidspunktet for polarisering, er den spontane polarisasjonen Ps til noen strukturer vanskelig å rotere, noe som resulterer i en reduksjon i piezoelektrisk ytelse; og reduksjonen i piezokrystallakseforhold c/a gjør Ps. Reverseringen er enkel, noe som resulterer i en økning i intern friksjon og en reduksjon i Qm. Derfor, for binære eller multi-element blybaserte piezoelektriske keramiske materialer, påvirker gitterparametrene også Qm-verdien.
6 Vibrasjonsmodus Qm-verdien reflekterer graden av mekanisk tap forårsaket av den interne friksjonen til den piezoelektriske vibratoren under resonans. Åpenbart er Qm-verdien relatert til vibrasjonsmodusen. Den bruker det PMN2PZT piezoelektriske keramiske materialet for å fremstille den piezoelektriske vibratoren. Når Qm-verdien og temperaturen til gyroskopets firedobble vibrator og den sylindriske vibratoren er relatert til temperaturen, er det funnet at Qm-kurven til den sylindriske vibratoren er omtrent 30 °C lavere enn den tetragonale vibratoren, som betyr den tetragonale vibrasjonen. Qm-verdien på ca. 0°C tilsvarer Qm-verdien til den sylindriske vibratoren på -30 til 80°C. Derfor kan justering av Qm-verdien studeres ikke bare ved valg av materialsammensetning, men også ved å endre vibrasjonsmodus.
Hubei Hannas Tech Co., Ltd er en profesjonell produsent av piezoelektrisk keramikk og ultralydsvinger, dedikert til ultralydteknologi og industrielle applikasjoner.
