Aktualności

Jesteś tutaj: Dom / Aktualności / Podstawy ceramiki piezoelektrycznej / Problemy z proszkiem ceramiki piezoelektrycznej PZT (2)

Problemy z proszkiem ceramiki piezoelektrycznej PZT (2)

Wyświetlenia: 18 Autor: Edytor witryny Czas publikacji: 2018-10-14 Pochodzenie: Strona

Pytać się

Pierwszym z nich jest oddzielenie procesu zarodkowania i wzrostu, które promuje zarodkowanie i kontroluje wzrost, aby zapewnić, że tempo zarodkowania jest większe niż tempo wzrostu, to znaczy zapewnia, że Prekursor proszku piezoceramicznego materiałów PZT powstaje w wyniku dużego stopnia przechłodzenia lub wysokiego przesycenia. Po drugie, zapobieganie aglomeracji proszku PZT obejmuje hamowanie aglomeracji podczas przygotowywania proszku. 1. Wybór rozsądnych warunków reakcji (takich jak pH, stężenie i temperatura reakcji; 2. Synteza proszku, proces suszenia i specjalna obróbka, w tym niskie napięcie powierzchniowe podczas syntezy proszku, tak aby można było otrzymać wypraski proszku o mniejszej aglomeracji; w procesie suszenia stosuje się specjalne procesy suszenia, głównie liofilizację, suszenie nadkrytyczne i suszenie w dalekiej podczerwieni itp. Podstawową zasadą jest wyeliminowanie granicy faz gaz-ciecz przy dużym napięciu powierzchniowym lub sprawienie, aby cząstki były unieruchomione, a nie blisko siebie. Na przykład liofilizacja polega na zastosowaniu niskiej temperatury i podciśnienia w celu sublimacji surowego ciekłego ośrodka zamrożonego do fazy stałej pod podciśnieniem z powodu Cząstki fazy stałej są zamrożone w surowym ciekłym ośrodku i nie ma granicy faz gaz-ciecz z dużym napięciem powierzchniowym w kapilarze pomiędzy cząstkami, unikając w ten sposób poważnego problemu aglomeracji spowodowanego mostkiem płynnym.

Wybierając najlepsze warunki kalcynacji lub specjalne procesy, takie jak zastosowanie ogrzewania mikrofalowego bez przenoszenia ciepła, wysoką efektywność energetyczną i inne cechy zastępujące tradycyjny wysokotemperaturowy piec elektryczny, uzyskano jednoskładnikową gorącą bryłę PZT w temperaturze 600°C. Metody przetwornikiem piezoelektrycznym do eliminacji aglomeracji po utworzeniu grupy są: osadzanie lub sedymentacja, mielenie i obróbka ultradźwiękowa oraz środek dyspergujący i tym podobne. Na przykład Wang Xicheng wykorzystuje alkoholany i azotany metali jako surowce do ścisłej kontroli warunków współstrącania, przemywania i dyspersji. Dzięki zastosowaniu technologii liofilizacji i rozsądnemu procesowi kalcynacji składniki są jednorodne i nie zawierają twardych aglomeratów. Pojedyncza faza perowskitu, wysoka aktywność spiekania drobnego proszku PZT 52 o wielkości mikrona. Spiekanie zagęszczające, utworzone w technologii zimnego prasowania izostatycznego (CIP), można osiągnąć w temperaturze 800°C, a jego gęstość względna sięga 98%.

Wpływ na jakość PZT Produkty z elementami dysków piezoelektrycznych obejmują głównie dwa aspekty: po pierwsze, ulatnianie się ołowiu podczas procesu spiekania ceramiki piezoelektrycznej PZT powoduje, że elementy odbiegają od dokładnej stechiometrii, co zmniejsza wydajność produktów; z drugiej strony odnosi się do Zr/Ti w komponentach. Wahania wpływają na stabilność działania produktu PZT. Ogólnie uważa się, że ulatnianie się ołowiu jest spowodowane wyższą temperaturą spiekania ceramiki PZT, tlenek ołowiu ma stosunkowo wysoką prężność pary nasyconej w środowisku o wysokiej temperaturze ulatniania się ołowiu, im wyższa jest prężność pary nasyconej. Im łatwiej ulatnia się ołów, a wraz ze wzrostem Zr/Ti wzrasta temperatura spiekania ceramiki piezoelektrycznej PZT, ciśnienie pary nasyconej tlenku ołowiu stopniowo wzrasta, a utrata ołowiu staje się poważniejsza, więc ceramika piezoelektryczna PZT o wysokiej zawartości Zr/Ti jest trudniejsza do spiekania. Zbyt niskie ciśnienie cząstkowe tlenu podczas spiekania może powodować ulatnianie się ołowiu. Materiał PZT przygotowany tradycyjną metodą w fazie stałej ma niską aktywność spiekania. Temperatura spiekania wynosi zazwyczaj około 1200°C, co łatwo powoduje ulatnianie się dużej ilości ołowiu, a wydajność produktu nie jest wysoka. Dlatego też produkt PZT wytwarzany metodą w fazie stałej jest trudny do spełnienia wymagań użytkowych. Obecnie główne środki podejmowane przez badaczy materiałów w kraju i za granicą w celu ulatniania się ołowiu są następujące: Po pierwsze, do syntezy proszku dodaje się nadmiar ołowiu. w początkowej fazie spiekania następuje na skutek tworzenia się fazy ciekłej, która może zwiększyć powierzchnię styku reagentów, przyspieszając szybkość dyfuzji cyrkonu, tytanu i domieszek poprawiających jednorodność produktu; tworząca się faza ciekła może również przyspieszyć rozpuszczanie i wytrącanie. Ruch dyfuzyjny ułatwia ułożenie i ścisłe upakowanie cząstek, co przyspiesza zagęszczanie produktu. Jednakże, gdy ilość dodanego ołowiu jest zbyt duża, z jednej strony nadmiar ołowiu będzie osadzał się na granicy ziaren, co obniży wydajność produktu. Z drugiej strony łatwo spowoduje miejscową koncentrację tytanu w Składnik krystaliczny dysków piezoelektrycznych jest zbyt wysoki, co wynika z rozpuszczalności TiO2 w tlenku ołowiu w fazie ciekłej. Jest ona większa niż rozpuszczalność ZrO2, co powoduje, że lokalna zawartość tytanu w produkcie PZT po spiekaniu jest wysoka, zwłaszcza na granicy ziaren, co wpływa na jednorodność mikrostruktury i zmniejsza wydajność produktu. Dodatek nadmiaru ołowiu wpływa również na właściwości mechaniczne piezoelektrycznych elementów ceramicznych PZT: gdy w produkcie występuje nadmierny nadmiar ołowiu, następuje pękanie przezkrystaliczne; niedoborem ołowiu jest pęknięcie granicy ziaren.

Po drugie, w procesie spiekania produktu, zgodnie z mechanizmem ulatniania się ołowiu, przyjmuje się rozsądny system spiekania i specjalne środki. Jest szeroko stosowany do dodawania warstwy atmosfery spiekania i spiekania przy użyciu techniki dwuwarstwowej bizmutu oraz do kontrolowania atmosfery spiekania tak, aby była atmosferą utleniającą. Zmniejszy to ulatnianie się ołowiu i zapobiegnie czernieniu produktu. W atmosferze redukującej Ti4+ łatwo staje się czarny za pomocą oryginalnego Ti3+.

Trzecim jest dodanie odpowiedniej ilości domieszek. Domieszkowanie z jednej strony zmniejsza ulatnianie się ołowiu, z drugiej strony poprawia właściwości użytkowe wyrobów PZT. Czwartym jest dalsze badanie syntezy proszku PZT o wysokiej aktywności, tak aby ceramika piezoelektryczna PZT mogła osiągnąć zagęszczenie i spiekanie w temperaturze niższej niż zakres temperatur ulatniania ołowiu. Ponadto mechanizm ulatniania się ołowiu wymaga dalszych badań.