Factor de calidad mecánico de cerámica piezoeléctrica QM y su estabilidad de la temperatura

El valor de factor de calidad mecánica Qm caracteriza la energía consumida por el cuerpo piezoeléctrico para superar la fricción interna durante la resonancia. Se define como: Qm = 2π .La energía mecánica almacenada en el vibrador durante la resonancia resuena la energía de la pérdida mecánica del vibrador por semana. El valor del factor Qm refleja la pérdida mecánica del material piezoeléctrico. Cuanto menor sea la pérdida mecánica, cuanto mayor sea el valor Qm. Cuando se calcula el valor Qm del material, la siguiente fórmula aproximada se utiliza para el diagrama de circuito equivalente del vibrador piezoeléctrico:
Qm = 1 / 4π (C0 + C1) R1Δf,

Donde C0 es la capacitancia estática de labarra de cuarzo de cristal piezocerámico, R1 es la resistencia equivalente de la resonancia del vibrador, C1 es la capacitancia dinámica del vibrador, y ΔF es la diferencia entre la frecuencia de resonancia FR del vibrador y la frecuencia antirirona FA. En general, se utiliza el método de línea de transmisión. Se obtienen ΔF, R1, etc., y luego se calcula QM. Desde la función de energía libre termodinámica, se discute la fuente física del valor QM, y se deriva la fórmula: y el valor Q-1M se verifica experimentalmente para ser proporcional a la pérdida dieléctrica. Además, en el experimento sobre la base de esto, el valor QM se expresa cuantitativamente se expresa cuantitativamente en función de la cantidad de carga del espacio y la resistividad del volumen, y se obtiene la fórmula empírica: qm = (800 lgρ - 7 500) {(PS - PI) / PS - 0. 2} + 250. ¿Dónde ρ es la resistividad a granel del material, PS es el valor de polarización de saturación, y PI es el valor de polarización determinado en el bucle de histéresis obtenido inmediatamente después de que se aplique el campo eléctrico alterno? , (PS - PI) / PS es el equivalente y la cantidad de carga espacial. Cuando (PS - PI) / PS ≥0. 2, ρ ≥109Ω · CM, está en el buen acuerdo con los resultados experimentales. Tanto y experimentalmente, se han llevado a cabo la esencia y la caracterización de QM. Discusión en profundidad. Esto nos ayuda a estudiar aún más el tamaño de QM y su estabilidad de la temperatura.

Medición para mejorar el valor de QM y la estabilidad de la temperatura.

Modificación de dopaje
Además de cambiar la proporción de sistemas binarios, ternarios y cuaternarios, el valor QM deMaterial PZT Piezo Ceramic DiscSe puede mejorar en cierta medida, y el dopaje en el componente principal del material puede mejorar aún más las propiedades del material, incluida la magnitud y la estabilidad de la temperatura del valor QM. En el estudio de las propiedades piezoeléctricas de los materiales de PZT duro por dopaje de manganeso, se encontró que MN puede ajustar el valor QM debido al cambio de valencia en MN. Además, en el sistema cuaternario PB (MG1 / 3NB2 / 3) (MN1 / 3NB2 / 3) El material piezoeléctrico TIZRO3 se doca con una cierta cantidad de CEO2, y la desviación relativa máxima de QM se puede obtener en el rango de -20 -55 ° C (en relación con el valor QM a 25 ° C) | Δ (qm) m | disminuye de 42% a 33%; El compensado relativo máximo de una determinada formulación está casi sin cambios cuando SR está dopado. DOPING IN PB (MN1 / 3SB2 / 3) O3 Materiales SN mejora la estabilidad de baja temperatura de QM. Hay dos argumentos para el dopaje que explican la estabilidad de la temperatura de QM. Se dice que el deterioro de las propiedades eléctricas de los materiales piezoeléctricos se debe a menudo a microcracks dentro del material. Causado por el crecimiento. Después de la dopaje para ingresar a la red cristalina, se genera una tensión de compresión interna, lo que inhibe el crecimiento de microcracks en cierta medida. Para evitar el aumento de la resistencia de resonancia del material y garantizar la estabilidad de la temperatura de QM. Otra forma de decir que la estructura del material de cambio de dopaje incluye tamaño de grano, condición de límite de grano, constante de celosía, densidad, etc., que resulta en propiedades físicas macroscópicas. mejorando así la variación de la temperatura del valor QM. Generalmente agregando aditivos duros, como la UE, YB, AL2O3, MGO, etc. para aumentar el valor QM; Mientras agrega aditivos blandos como NB2O5, LA2O3, TA2O5, etc., Baje el valor QM, y la estabilidad de la temperatura de valor QM es mejor que dopaje duro.

Optimización de procesos
El proceso de preparación de materiales cerámicos piezoicos, especialmente la preparación, calcinación, sinterización y polarización artificial de polvos, afecta directamente la densidad, el tamaño del grano y las propiedades piezoeléctricas de las muestras. En la actualidad, la estabilidad de la temperatura de QM se mejora del proceso de preparación. Hay ciertas dificultades, pero el tamaño del QM se ajusta del proceso de preparación. Muchos investigadores han estado involucrados. Por ejemplo, CR3 + ION DOPED PB (MN1 / 3NB2 / 3) Las cerámicas TIZRO3 son muy sensibles a la temperatura de sinterización, cuando aumenta la temperatura de sinterización, las propiedades piezoeléctricas se endurecen. Por lo tanto, el valor QM se puede controlar de manera flexible cambiando la temperatura de sinterización. Kawasaki compara el dopaje con la preparación de polvo convencional por dopaje por inyección térmica. Se discute que algunos iones de impureza, como FE3 + aumentarán el valor QM por el método de inyección térmica, mientras que algunos iones como CR3 + reducen el valor QM. El proceso se optimiza para preparar el material cerámico con un rendimiento excelente, que es para ajustar el valor QM.

Teóricamente, se estudia la relación material y la modificación de dopaje. En la práctica, la mejora del proceso es ajustar el valor QM del material cerámico piezoeléctrico y mejorar la estabilidad de la temperatura, de modo que el material cerámico piezoeléctrico pueda obtener más ampliamente. Un método efectivo de aplicación.