умови спікання п'єзокераміки

Визначення умов спікання:

Щоб визначити умови спікання, слід звернути увагу на взаємозв’язок між двома аспектами: один – це зв’язок між умовами спікання та мікроструктурою та властивостями порцеляни; інший - це зв'язок між умовами спікання та формою та розміром заготовки. Нижче наведено опис П'єзоелектрична кераміка PZT з температурою спікання - це керамічний компонент на основі PZT, який в основному залежить від хімічного складу рецептури, це розмір зерна кераміки, форма та розмір необробленого тіла, метод формування, швидкість нагрівання та час витримки. Найкращий випал зазвичай визначається шляхом вимірювання усадки, щільності, мікроструктури та електричних властивостей компонентів при різних температурах спікання під час пробного випалу. Загалом, п’єзокераміку з широким діапазоном температур спікання (±30 °C) слід спікати при верхній межі температури спікання, але час витримки не повинен бути надто довгим; діапазон температур спікання вузький (±10 °C) для порцеляни. Нижня межа температури спікається; і час витримки може бути відповідно продовжений. (2) Швидкість нагрівання та час витримки: коли швидкість нагрівання висока (близько 300 °C/год), температура спікання має бути верхньою межею, час витримки не слід подовжувати; коли швидкість нагрівання низька (близько 200 °C/год), спікання. Температура повинна бути нижчою за нижню межу, а час витримки можна відповідно продовжити. З огляду на те, що PbO є летючим при високих температурах, малогабаритні заготовки простої форми більш швидкі та короткочасні (≤1 год). Однак для великих і складних форм температуру слід уповільнити, а час витримки слід подовжити, а також слід прагнути до герметизації та спікання, щоб зробити виріб рівномірно спеченим і уникнути втрати свинцю. (3) Швидкість охолодження та метод охолодження: швидкість охолодження та метод охолодження в основному залежать від форми та розміру заготовки та конструкції печі для спікання. Як правило, дрібні та середні заготовки можна охолоджувати шляхом природного охолодження в печі. Невеликі заготовки простої форми, щоб уточнити зерно, уникнути зменшення почорніння, які можуть трохи відкрити дверцята печі та охолодити повітрям;чутлива п'єзоелектрична кераміка також використовує метод повітряного охолодження та швидкого охолодження, а потім виконує природне охолодження в печі нижче 850 °C. Великі заготовки зі складною формою, як правило, контролюють для охолодження зі швидкістю охолодження 100 °C / год, щоб уникнути деформаційного розтріскування.

(1) Підготовка перед спіканням:

1) Перевірка: 1 нагрівальний елемент печі спікання справний чи поганий, положення термопари, баланс струму та напруги, характеристики ізоляції та інші умови печі; 2 спечені вогнетривкі частини, такі як цілісність емалі та покриття, ступінь поглинання свинцю, добре чи погано Зачекайте.

2) Монтаж і подачу, піч потрібно обережно і акуратно штовхати, щоб уникнути складання заготовки. 

Встановіть програму спікання. Відповідно до умов спікання, заданих процесом, на терморегуляторі встановлюється програма спікання, а спікання здійснюється електронагріванням.

(3) Регулярно спостерігайте, регулюйте та записуйте умови роботи печі для спікання, а також неодноразово перевіряйте, вимірювайте та коригуйте температуру, щоб запобігти відхиленню температури поблизу оптимальної температури спікання та часу витримки.

(4) Після завершення збереження тепла вимкніть живлення, охолодіть природним шляхом або охолодіть іншим способом охолодження. Можна випікати при температурі нижче 200 С.

Оцінка якості спікання:

Крім визначення щільності, електричних властивостей і мікроструктури, виробництво п’єзокерамічну біморфну ​​п’єзоелектричну кераміку можна оцінити за допомогою більш простого та прямого візуального судження. Відповідно до цього методу оцінки, порцеляна бажаної спеченої якості повинна мати такі характеристики:

колір при кімнатній температурі: однорідний і блискучий;

явище склеювання: порцелянові деталі злегка склеєні, але їх легко відокремити; 3 швидкість усадки близько 12%;

дифузія чорнила: немає проникнення чорнила, немає дифузії; 5 звук: під час удару лунає різкий металевий звук; 6 механічна міцність: висока міцність, її нелегко зламати;

стан розрізу: рівномірний, щільний, без пор, оболонка раковина, блискуча в тій же печі, порцеляна в тому ж тиглі, вищевказані характеристики в основному однакові, істотної різниці немає. Основні фактори, що впливають на спікання. Вплив сировини полягає в тому, що різна сировина різних специфікацій і сортів містить різні типи та кількість домішок. Діяльність різного походження та партій п'єзоелектричні ультразвукові перетворювачі також відрізняються, і відповідно змінюються умови спікання. (2) Вплив співвідношення цирконій-титан (Zr/Ti) зі збільшенням Zr/Ti призводить до підвищення температури спікання, і спікання навіть ускладнюється. (3) Вплив добавок. Добавки, які впливають на спікання, в основному мають такі категорії:

1 «М’яка» добавка (така як La3+, Nb5+ тощо), яка створює дефекти A-сайту. Сприяє дифузії іонів, діапазон температур спікання розширюється, а швидкість спікання збільшується.

2 'тверді' добавки, які створюють вакансії O (такі як Na+, Fe3+, Sc3+ тощо). Усадка решітки не сприяє дифузії іонів і її важко спікати.

3 заміщення малого радіуса еквівалентне заміщенню іона сайту A (наприклад, Sr2+ тощо). Наконечник A ослаблений, решітка спотворена для полегшення дифузії іонів, і його легко спікати.

4 Утворюється добавка рідкої фази (наприклад, SiO2, Bi2O3 тощо). У довгій рідкій фазі в зеленому тілі іони легко дифундують, що може знизити температуру спікання, що може обмежити сегрегаційні добавки по межі зерна (такі як Fe3+, Al3+, Cr3+, Ni3+ тощо). Частина добавки твердо розчинена в п'єзодиски п'єзокерамічний кристал перетворювача для модифікації; частина конденсується на межі зерна, обмежуючи ріст зерна, що призводить до мікрокристалічної структури високої щільності, покращуючи електромеханічні властивості порцелянового шматка та, зокрема, покращуючи механічну міцність.