Warunki spiekania ceramiki piezoelektrycznej

Określenie warunków spiekania:

Aby określić warunki spiekania należy zwrócić uwagę na związek pomiędzy dwoma aspektami: pierwszy to związek pomiędzy warunkami spiekania a mikrostrukturą i właściwościami porcelany; drugim jest związek pomiędzy warunkami spiekania a kształtem i rozmiarem półwyrobu. Poniżej znajduje się opis ww Ceramika piezoelektryczna z materiału PZT o temperaturze spiekania jest składnikiem ceramicznym na bazie PZT, który zależy głównie od składu chemicznego preparatu, są to wielkość ziaren ceramiki, kształt i wielkość surowej bryły, metoda formowania, szybkość nagrzewania i czas przetrzymywania. Najlepsze wypalanie jest zazwyczaj określane poprzez pomiar skurczu, gęstości, mikrostruktury i właściwości elektrycznych komponentów w różnych temperaturach spiekania podczas próbnego wypalania. Ogólnie rzecz biorąc, ceramikę piezoelektryczną o szerokim zakresie temperatur spiekania (±30°C) należy spiekać w górnej granicy temperatury spiekania, jednak czas wytrzymywania nie powinien być zbyt długi; zakres temperatur spiekania jest wąski (±10°C) w przypadku porcelany. Dolna temperatura graniczna jest spiekana; a czas utrzymywania można odpowiednio wydłużyć. (2) Szybkość nagrzewania i czas przetrzymywania: Gdy szybkość nagrzewania jest duża (około 300°C/h), temperatura spiekania powinna być górną granicą, a czasu przetrzymywania nie należy wydłużać; przy powolnym nagrzewaniu (około 200°C/h) spiekanie Temperatura powinna być niższa niż dolna granica, a czas przetrzymywania można odpowiednio wydłużyć. Ze względu na to, że PbO jest lotny w wysokich temperaturach, mniejsze półfabrykaty o prostym kształcie działają szybciej i są krótkotrwałe (≤1h). Jednakże w przypadku dużych i skomplikowanych kształtów należy obniżyć temperaturę i wydłużyć czas przetrzymywania, a także należy dążyć do zgrzewania i spiekania, aby produkt był równomiernie spiekany i unikał utraty ołowiu. (3) Szybkość chłodzenia i metoda chłodzenia: Szybkość chłodzenia i metoda chłodzenia zależą głównie od kształtu i wielkości półwyrobu oraz konstrukcji pieca do spiekania. Ogólnie rzecz biorąc, małe i średnie półfabrykaty można chłodzić poprzez naturalne chłodzenie w piecu. Małe półfabrykaty o prostym kształcie, w celu udoskonalenia ziarna, uniknięcia zmniejszenia czernienia, które może lekko otworzyć drzwiczki pieca i ochłodzić powietrzem;wrażliwa ceramika piezoelektryczna przyjmuje również metodę chłodzenia powietrzem i szybkiego chłodzenia, a następnie przeprowadza naturalne chłodzenie w piecu poniżej 850 ° C. Wielkogabarytowe półfabrykaty o skomplikowanych kształtach są zazwyczaj schładzane z szybkością chłodzenia 100°C/h, aby uniknąć pękania odkształceniowego.

(1) Przygotowanie przed spiekaniem:

1) Kontrola: 1 korpus grzewczy pieca do spiekania dobry lub zły, położenie termopary, bilans prądu i napięcia, wydajność izolacji i inne warunki pieca; 2 spiekane części ogniotrwałe, takie jak integralność szkliwa i powłoki, stopień absorpcji ołowiu, dobry lub zły. Poczekaj.

2) Montaż i podawanie, piec należy delikatnie i delikatnie popchnąć, aby uniknąć spiętrzania się półfabrykatu. 

Ustawić program spiekania. Zgodnie z warunkami spiekania określonymi w procesie, na regulatorze temperatury ustawiany jest program spiekania, a spiekanie odbywa się poprzez ogrzewanie elektryczne.

(3) Regularnie obserwuj, reguluj i zapisuj warunki pracy pieca do spiekania oraz wielokrotnie sprawdzaj, mierz i koryguj temperaturę, aby zapobiec odchyleniom temperatury w pobliżu optymalnej temperatury spiekania i czasu utrzymywania.

(4) Po zakończeniu utrwalania cieplnego wyłącz urządzenie, ochłodź w sposób naturalny lub schładzaj innymi metodami. Można go piec w temperaturze poniżej 200 C.

Ocena jakości spiekania:

Oprócz określenia gęstości, właściwości elektrycznych i mikrostruktury, produkcja ceramikę piezoelektryczną bimorficzną piezoelektryczną można ocenić na podstawie prostszej i bardziej bezpośredniej oceny wizualnej. Zgodnie z tą metodą oceny porcelana o preferowanej jakości spieku powinna posiadać następujące właściwości:

kolor w temperaturze pokojowej: jednolity i błyszczący;

zjawisko łączenia: kawałki porcelany są lekko połączone, ale łatwo je rozdzielić; 3 stopień skurczu około 12%;

dyfuzja atramentu: brak penetracji atramentu, brak dyfuzji; 5 dźwięków: po uderzeniu słychać wyraźny metalowy dźwięk; 6 wytrzymałość mechaniczna: wysoka wytrzymałość, niełatwa do złamania;

stan przekroju: jednolity, gęsty, bez porów, łupina ma charakter muszlowy, błyszcząca w tym samym piecu, porcelana w tym samym tyglu, powyższe cechy są w zasadzie takie same, nie ma znaczących różnic. Główne czynniki wpływające na spiekanie. Wpływ surowców polega na tym, że różne surowce o różnych specyfikacjach i klasach zawierają różne rodzaje i ilości zanieczyszczeń. Działania o różnym pochodzeniu i partiach piezoelektryczne przetworniki ultradźwiękowe są również różne, a warunki spiekania również odpowiednio się zmienią. (2) Wpływ stosunku cyrkonu do tytanu (Zr/Ti) wraz ze wzrostem Zr/Ti powoduje wzrost temperatury spiekania, a spiekanie staje się wręcz trudne. (3) Wpływ dodatków. Dodatki wpływające na spiekanie dzielą się głównie na następujące kategorie:

1 „Miękki” dodatek (taki jak La3+, Nb5+ itp.), który powoduje defekty w miejscu A. Sprzyjając dyfuzji jonów, rozszerza się zakres temperatur spiekania i zwiększa się prędkość spiekania.

2 „twarde” dodatki tworzące wolne miejsca O (takie jak Na+, Fe3+, Sc3+ itp.). Skurcz sieci nie sprzyja dyfuzji jonów i jest trudny do spiekania.

3 równoważne podstawienie o małym promieniu podstawienia jonu w miejscu A (takiego jak Sr2+ itp.). Bit A jest poluzowany, siatka jest zniekształcona, aby ułatwić dyfuzję jonów i łatwo się spieka.

4 Tworzy się dodatek w fazie ciekłej (taki jak SiO2, Bi2O3 itp.). W długiej fazie ciekłej w surowej masie jony łatwo ulegają dyfuzji, co może obniżyć temperaturę spiekania, co może ograniczyć dodatki segregujące na granicach ziaren (takie jak Fe3+, Al3+, Cr3+, Ni3+ itp.). Część dodatku jest rozpuszczona w postaci stałej w dyski piezoelektryczne przetwornik piezoceramiczny kryształ do modyfikacji; część jest skondensowana na granicy ziaren, ograniczając wzrost ziaren, w wyniku czego powstaje struktura mikrokrystaliczna o dużej gęstości, poprawiająca właściwości elektromechaniczne elementu porcelanowego, a zwłaszcza poprawiająca wytrzymałość mechaniczną.