1 mișcare de domeniu În Pb (Zr0. 52Ti0. 48)O3 Materialul PZT compoziție ceramică piezoelectrică , adăugarea de oxizi precum La2O3, Nb2O5, ThO2 și WO3 reduce valoarea Qm. Pentru a explica reducerea Qm, a propus următorul mecanism. Când înlocuirea Pb2 + , Ti4 + , Zr4 + în ceramica PZT cu un ion metalic are o valență mai mare decât Pb2 + sau Ti4 + sau Zr4 + cum ar fi La3 + , Nb5 + , W6 + , etc., pentru a menține proprietățile de putere a rețelei, se generează locuri libere de Pb în ceramica piezo. Aceste locuri libere de Pb reduc efortul intern care împiedică rotația domeniului, astfel că domeniul devine ușor de mutat, frecarea internă crește, pierderea dielectrică crește, iar valoarea Qm scade. Se crede că mișcarea peretelui domeniului cauzează. Valoarea Qm este redusă. În plus, formula dedusă de Yamauchi și Takahashi știe că valoarea Q-1m este proporțională cu pierderea dielectrică. Una dintre cauzele pierderii dielectrice este consumul de energie cauzat de histerezisul vibrației peretelui domeniului sub acțiunea câmpului electric alternativ. Prin urmare, histerezisul vibrației peretelui domeniului determină pierderea mediului, ceea ce face ca valoarea Qm să scadă. Astfel, în materialul ceramic piezoelectric modificat dopat cu Qm scăzut, dificultatea mișcării peretelui domeniului corespunde direct cu valoarea Qm.
2 Încărcare spațială
Când Pb2 + , Ti4 + , Zr4 + din piezoceramica PZT sunt înlocuiți cu ioni metalici cu o valență mai mică decât Pb2 + sau Ti4 + și Zr4 + precum K+, Na + , Cr3 + , Fe3 + , valoarea Qm crește remarcabil. Acest lucru poate fi explicat prin efectul încărcării spațiale asupra domeniului. Ceramica piezoelectrică PZT pură prezintă o conducție de tip orificiu datorită locurilor libere de plumb, în timp ce aditivii cu ioni metalici pozitivi-scăzuți acționează ca acceptori în organism. Adăugarea unui ion metalic cu cost redus crește foarte mult centrul negativ și găurile purtătoare din corpul piezoceramic, adică generează o cantitate mare de încărcare spațială. Pentru a elimina câmpul electric generat de schimbarea discontinuă a peretelui domeniului, sarcina spațiului de încărcare negativă este concentrată în domeniu. Terminalul pozitiv și sarcina spațială încărcată pozitiv este concentrată la capătul negativ al peretelui domeniului, formând un câmp de sarcină spațială (Eq) care este același cu direcția de polarizare a domeniului. Când se aplică un câmp electric extern pentru a transforma domeniul, nu numai depășirea polarizării spontane a domeniului inițial, dar și depășirea câmpului de încărcare spațială Eq. Adică, efectul încărcăturii spațiale suprimă mișcarea domeniului, reducând astfel frecarea internă și crescând valoarea Qm. Pentru a estima prezența în ceramică .Cantitatea de sarcină spațială introdusă a poate observa Definiția este parametrul cantității de sarcină spațială ( Ps - Pi) / Ps pentru a caracteriza cantitatea de sarcină spațială. Valoarea ( Ps - Pi ) / Ps variază în funcție de tipul și cantitatea de impurități. Pentru aditivii metalici cu preț redus (aditiv dur), pe măsură ce cantitatea de dopaj crește, cantitatea de încărcare de spațiu crește, în timp ce cantitatea de încărcare de spațiu pentru aditivii cu preț ridicat (aditivi moi) este mică și aproape imposibil de măsurat. Prin urmare, presiunea de valoare Qm ridicată În ceramica electrică, modificarea valorii Qm este legată de sarcina spațială. Când temperatura crește, sarcina spațială migrează în cristale piezo-ceramice , care reduce acumularea de încărcare spațială, promovează mișcarea peretelui domeniului și reduce valoarea Qm. Pentru adăugarea de materiale moi, datorită ceramicii, cantitatea de încărcare spațială generată în corp este mică, iar schimbarea temperaturii face ca migrarea încărcăturii spațiale să fie mică. Prin urmare, stabilitatea temperaturii Qm este în general mai mare decât cea a aditivului dur.
3 Rezistivitatea corpului Pentru materiale moi modificate cu aditivi
rezistivitatea volumului este cu 1 până la 2 ordine de mărime mai mare decât cea a materialului dur modificat cu aditivi, deoarece o cantitate mică de dopant furnizează electroni în exces. Recombinarea originală a găurilor reduce concentrația de găuri de electroni în corpul piezo-ceramic, crescând astfel rezistivitatea volumului. Rezistivitatea de volum mare este benefică pentru a crește intensitatea câmpului electric de polarizare a ceramicii piezoelectrice, iar mișcarea de orientare a domeniului este mai suficientă, rezultând pierderea dielectrică crește și valoarea Qm scade. Pentru materialele dopate cu aditivi duri, creșterea încărcăturii spațiale și a rezistenței în vrac este însoțită de o creștere a Qm. Cu cât temperatura este mai scăzută, cu atât este mai mare rezistivitatea în vrac a materialului, este dificil de migrat sarcina spațială, mișcarea domeniului este suprimată și valoarea Qm este scăzută. Când relația dintre rezistivitatea volumului și valoarea Qm este caracterizată cantitativ, așa cum este descris mai sus, valoarea Qm a fost exprimată ca o funcție a cantității de încărcare a spațiului și a rezistivității de volum.
4 Dimensiunea granulelor Dimensiunea granulelor mare în timpul procesului de polarizare,
efortul de strângere generat la limita granulelor este mic, materialul este ușor de polarizat, frecarea internă este redusă și valoarea Qm este crescută. Cu toate acestea, dacă mărimea granulelor este prea mare, va fi cauzată decalajul de cereale. Creștere, compactitate, care afectează performanța piezoelectrică; boabele sunt prea mici, granița are un efect puternic de prindere asupra domeniului, ceea ce face dificilă mișcarea de direcție a domeniului, reducând performanța piezoelectrică. Prin urmare, mărimea boabelor trebuie să fie moderată. Studiul ceramicii piezoelectrice ternare cu Pb (Mn1/ 3Sb2/ 3)2PbTiZrO3 dopat cu CeO2 arată că, după adăugarea CeO2, ceramica este densă, iar granulele sunt moderate, ceea ce îmbunătățește microstructura piezo-ceramicii. S-a obținut un material motor ultrasonic cu undă staționară cu tensiune înaltă și valoare Qm ridicată.
5 Studiu constantă a rețelei Diagrama de fază a PZT Materialele traductoarelor cu disc piezoelectrice pot fi găsite că ajustarea raportului Zr/Ti și a celei de-a treia sau a patra componentă va determina modificări ale parametrilor rețelei; în plus, ionii dopanți intră în rețea, cristal. Parametrul rețelei se modifică de asemenea. Dacă raportul axelor cristalului crește c/ a, în momentul polarizării, polarizarea spontană Ps a unor structuri este greu de rotit, rezultând o scădere a performanței piezoelectrice; iar scăderea raportului axului cristalului piezo c/a face Ps. Inversarea este ușoară, rezultând o creștere a frecării interne și o scădere a Qm. Prin urmare, pentru materialele ceramice piezoelectrice pe bază de plumb binare sau cu mai multe elemente, parametrii rețelei afectează și valoarea Qm.
6 Mod vibrație Valoarea Qm reflectă gradul de pierdere mecanică cauzată de frecarea internă a vibratorului piezoelectric în timpul rezonanței. Evident, valoarea Qm este legată de modul de vibrație. Folosește materialul ceramic piezoelectric PMN2PZT pentru a fabrica vibratorul piezoelectric. Când valoarea Qm și temperatura vibratorului cvadruplu giroscop și a vibratorului cilindric sunt legate de temperatură, se constată că curba Qm a vibratorului cilindric este cu aproximativ 30 °C mai mică decât vibratorul tetragonal, ceea ce înseamnă vibrația tetragonală. Valoarea Qm de aproximativ 0°C corespunde valorii Qm a vibratorului cilindric de -30 până la 80 °C. Prin urmare, ajustarea valorii Qm poate fi studiată nu numai prin alegerea compoziției materialului, ci și prin schimbarea modului de vibrație.
Hubei Hannas Tech Co., Ltd este un producător profesionist de ceramică piezoelectrică și traductoare cu ultrasunete, dedicat tehnologiei ultrasonice și aplicațiilor industriale.
