Entwicklung von piezoelektrischen Keramikmaterialien

Piezoelektrische Keramik sind eine Art Polykristalle mit piezoelektrischen Eigenschaften und ein wichtiger Bestandteil der piezoelektrischen Informationskeramik. Mit den Vorteilen eines hohen elektromechanischen Kopplungskoeffizienten, einem niedrigen Preis und einer einfachen Massenproduktion wurden in verschiedenen Bereichen der sozialen Produktion die piezoelektrische Keramik häufig verwendet. Vor allem in den Feldern der Ultraschall- und elektronischen Wissenschaft und Technologie befanden sich die piezoelektrische Keramik allmählich in einer absoluten dominanten Position wie medizinische und industrielle Ultraschalltests, Unterwasser akustischer Nachweis usw. usw. In praktischen Komponenten benötigen jedoch unterschiedliche Anwendungen unterschiedlichPZT -Materialparametervon piezoelektrischen Keramik, die die Menschen dazu zwingt, die Leistung der piezoelektrischen Keramik zu verbessern. Gegenwärtig gibt es im In- und Ausland zwei Hauptmethoden: Eine ist die Doping -Modifikation, dh einige Verunreinigungsionen; Das andere ist die Verbesserung des Vorbereitungsprozesses, die jüngsten Fortschritte, Forschung und Anwendung der piezoelektrischen Keramik und dessen Entwicklungstrend werden kurz überprüft.

Grundeigenschaften der piezoelektrischen Keramik

Die wichtigsten Eigenschaften vonpiezoelektrische Keramikplatten Wandlersind positive Piezoelektrizität und inverse Piezoelektrizität. Positive Piezoelektrizität bezieht sich auf die Polarisation, die durch die relative Verschiebung der positiven und negativen Ladungszentren in einigen Dielektrika unter der Wirkung externer mechanischer Kräfte verursacht wird, was zum Auftreten symbolischer entgegengesetzter gebundener Ladungen auf der Oberfläche beider Enden der Dielektrika führt. Wenn die äußere Kraft nicht zu groß ist, ist die Ladungsdichte proportional zur äußeren Kraft, nach der Formel und die Oberflächenladungsdichte die piezoelektrische Konstante ist die Expansionsspannung. Im Gegenteil, wenn ein externes elektrisches Feld auf eine piezoelektrische Dielektrika angewendet wird, verdrängen und polarisieren die positiven und negativen Ladungszentren in der Dielektrik nicht nur die Dielektrika aufgrund der Verschiebung. Dieser Effekt wird als inverse Piezoelektrizität bezeichnet. Wenn das elektrische Feld nicht sehr stark ist, stimmt die Verformung mit dem externen elektrischen Feld überein. Die sexuelle Beziehung ist eine piezoelektrische Dehnungskonstante, $ ist externes elektrisches Feld und Dehnung. Die Stärke des piezoelektrischen Effekts spiegelt den Kopplungsgrad zwischen den elastischen und dielektrischen Eigenschaften von Kristallen wider, dh dem Kopplungsgrad zwischen mechanischen und elektrischen Effekten, der durch den elektromechanischen Kopplungskoeffizienten ausgedrückt wird.

Leistungsverbesserung der piezoelektrischen Keramik

Bleihaltigpiezoelektrischer Zylinderwandlerist anderen Keramik in piezoelektrischen Eigenschaften, Temperaturstabilität und Curie-Temperatur aufgrund von Blei-Zirkonat-Titanat überlegen. Ihre elektrophysikalischen Eigenschaften können in einem weiten Bereich eingestellt werden, indem Komponenten oder die externen Bedingungen wie das ternäre System und das quaternäre System geändert werden, um unterschiedliche Bedürfnisse zu erfüllen. Die Sintertemperatur der Piezokeramik ist im Allgemeinen höher, während die Volatilisationstemperatur von Bleioxid etwa 1 beträgt. für ihre hohe Effizienz, Miniaturisierung und funktionelle Integration. Die hohe Sintertemperatur der piezoelektrischen Keramik erschwert es jedoch Piezo-Keramikmaterial und Elektrodenmaterialien, ein einmaliges gemeinsames Abfing zu erreichen. Aufgrund von Niedertemperatur-Kinniermetallen wie Nickel, Kupfer, Silber usw. können als interne Elektroden verwendet werden. Wenn der Sinterprozess im Hinblick auf die Reduzierung der Sintertemperatur verbessert werden kann, hat er nicht nur einen wichtigen technischen und wirtschaftlichen Wert bei der Einschränkung, der Flüchtung, zur Gewährleistung der materiellen Leistung, der Verringerung der Umweltverschmutzung und der Verlängerung der Lebensdauer, aber auch im primären Sintern weit verbreitet. von mehrschichtigen piezoelektrischen Keramikkomponenten mit reinem Silberspiegel. Gleichzeitig spart es Energie. Daher ist die Entwicklung der piezoelektrischen Keramik mit niedriger Temperatur zu einer wichtigen Forschungsrichtung für die Entwicklung hoher Leistung, hoher Zuverlässigkeit und kostengünstiger piezoelektrischer Keramikverbundwerkstoffe geworden. Derzeit umfassen Tieftemperatur -Sinterverfahren das Hinzufügen von Cosolvent -Methoden, die Superfine -Pulvermethode, die heiße Sintermethode usw. Die Ergebnisse zeigen, dass die Sintertemperatur von Keramikpulver durch hydrothermale Methode niedriger ist in die Pulver. Die Sintertemperatur der durch hydrothermalen Methoden synthetisierten Pulver ist niedriger als die der durch herkömmlichen Festkörpermethoden hergestellten Pulver. Die ursprüngliche piezoelektrische Keramik, die auf piezoelektrischen Keramik basiert, ist die Sintertemperatur der Keramik kann durch Zugabe von Glas in die Keramik stark reduziert werden, und die piezoelektrischen und dielektrischen Eigenschaften der Keramik können verbessert werden. Darüber hinaus denken sie auch, dass die von der Methode erstellte Keramik gute piezoelektrische Eigenschaften aufweist, wenn sie die Keramik auf folgende Weise versenken. Es wurde festgestellt, dass Keramik bei mittlerer Temperatur die besten dielektrischen und piezoelektrischen Eigenschaften aufweist.

Relative Permittivität,
Piezoelektrische Dehnungskonstante,
Der elektromechanische Kopplungskoeffizient,
Der mechanische Qualitätsfaktor,
Dielektrischer Verlust.