Utveckling av piezoelektriska keramiska material

Piezoelektrisk keramik är en sorts polykristaller med piezoelektriska egenskaper och en viktig del av informationsfunktionell piezoelektrisk keramik. Med fördelarna med hög elektromekanisk kopplingskoefficient, lågt pris och enkel massproduktion, har piezoelektrisk keramik använts i stor utsträckning inom olika områden av social produktion. Speciellt inom områdena ultraljud och elektronisk vetenskap och teknik har piezoelektrisk keramik successivt haft en absolut dominerande ställning, såsom medicinsk och industriell ultraljudstestning, akustisk undervattensdetektering, etc. Piezoelektrisk givare, ultraljudsmotor, displayenhet, elektroniskt styrda polykromatiska filter, etc. Emellertid kräver olika tillämpningar i praktiska komponenter. PZT materialparameter för piezoelektrisk keramik, som tvingar människor att förbättra prestandan hos piezoelektrisk keramik. För närvarande finns det två huvudmetoder hemma och utomlands: den ena är dopningsmodifiering, det vill säga dopning av några orenheter; den andra är att förbättra förberedelseprocessen, de senaste framstegen, forskning och tillämpning av piezoelektrisk keramik och dess utvecklingstrend granskas kort.        

Grundläggande egenskaper hos piezoelektrisk keramik  
        
 De viktigaste egenskaperna hos piezoelektriska keramiska plattor givare är positiv piezoelektricitet och omvänd piezoelektricitet. Positiv piezoelektricitet hänvisar till polariseringen som orsakas av den relativa förskjutningen av de positiva och negativa laddningscentra i vissa dielektrika under verkan av yttre mekaniska krafter, vilket resulterar i uppkomsten av symboliska motsatta bundna laddningar på ytan av båda ändarna av dielektrikum. När den yttre kraften inte är för stor är laddningstätheten proportionell mot den yttre kraften, enligt formeln och ytladdningstätheten är den piezoelektriska konstanten, är expansionsspänningen. Tvärtom, när ett externt elektriskt fält appliceras på en piezoelektrisk dielektrikum, förskjuter och polariserar de positiva och negativa laddningscentrumen i dielektrikerna inte bara och polariserar, utan deformerar också dielektrikum på grund av förskjutningen. Denna effekt kallas invers piezoelektricitet. När det elektriska fältet inte är särskilt starkt är deformationen i linje med det yttre elektriska fältet. Den sexuella relationen är piezoelektrisk spänningskonstant, $ är externt elektriskt fält och spänning. Styrkan hos piezoelektrisk effekt återspeglar kopplingsgraden mellan de elastiska och dielektriska egenskaperna hos kristaller, det vill säga kopplingsgraden mellan mekaniska och elektriska effekter, vilket uttrycks av den elektromekaniska kopplingskoefficienten.      

 Prestandaförbättring av piezoelektrisk keramik   

Blyhaltig piezoelektrisk cylindergivare är överlägsen annan keramik i piezoelektriska egenskaper, temperaturstabilitet och curietemperatur på grund av blyzirkonat-titanat. Deras elektrofysiska egenskaper kan justeras inom ett brett spektrum genom att ändra komponenter eller ändra yttre förhållanden, såsom ternära system och kvartära system, för att möta olika behov. Sintringstemperaturen för piezokeramer är i allmänhet högre, medan förångningstemperaturen för blyoxid är cirka 1. Dessutom, med utvecklingen av ytmonteringsteknik, är flerskiktschipkondensatorer, induktorer, motstånd och andra chipenheter populära på marknaden för sin höga effektivitet, miniatyrisering och funktionella integration. Den höga sintringstemperaturen hos piezoelektrisk keram gör det dock svårt för piezokeramiska material och elektrodmaterial att uppnå engångssambränning. På grund av sameldning vid låg temperatur kan basmetaller som nickel, koppar, silver och så vidare användas som interna elektroder. Om sintringsprocessen kan förbättras när det gäller att minska sintringstemperaturen, kommer den inte bara att ha ett viktigt tekniskt och ekonomiskt värde för att begränsa, förflyktiga, säkerställa materialprestanda, minska miljöföroreningar och förlänga utrustningens livslängd, utan också användas i stor utsträckning i den primära sintringen av flerskiktiga piezoelektriska keramiska komponenter med rent silvernivå. Samtidigt sparar det energi. Därför har utvecklingen av lågtemperatursintrad piezoelektrisk keramik blivit en viktig forskningsriktning för utveckling av högpresterande, hög tillförlitlighet och lågkostnad flerskikts piezoelektriska keramiska kompositer. För närvarande inkluderar lågtemperatursintringsmetoder tillsats av samlösningsmedelsmetod, superfinpulvermetod, varmpressningssintringsmetod etc. Resultaten visar att sintringstemperaturen för keramiska pulver syntetiserade med hydrotermisk metod är lägre än för pulver utan sintringshjälpmedel genom att tillsätta spårplasma i pulvren. Sintringstemperaturen för pulver som syntetiserats med hydrotermisk metod är lägre än den för pulver framställda med konventionell fast-tillståndsmetod. Den ursprungliga piezoelektriska keramiken baserad på piezoelektrisk keramik är att sintringstemperaturen för keramiken kan reduceras kraftigt genom att tillsätta glas till keramiken, och de piezoelektriska och dielektriska egenskaperna hos keramiken kan förbättras. Dessutom tycker de också att den keramik som framställs med metoden har goda piezoelektriska egenskaper när de sintrar keramik på följande sätt. Det har visat sig att keramik har de bästa dielektriska och piezoelektriska egenskaperna vid medeltemperatur.
          
Relativ permittivitet,         
Piezoelektrisk töjningskonstant,        
Den elektromekaniska kopplingskoefficienten,          
Den mekaniska kvalitetsfaktorn,          
Dielektrisk förlust.