Proceso de transductor de cerámica piezoeléctrica transductora.

Vistas:0 Autor:Editor del sitio Hora de publicación: 2019-09-04 Origen:Sitio

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La producción e investigación deMateriales de cerámica piezoeléctricos.Para transformadores piezoeléctricos de alta potencia en la investigación de materiales cerámicos piezoeléctricos, la investigación de China es relativamente atrasada. Según las estadísticas, en los seis años de 1997-2002, entre las más de 60 patentes publicadas en China para la cerámica piezoeléctrica y sus aplicaciones, hubo unas 50 aplicaciones, de las cuales solo representaron casi 80 de ellos. Hay 2 artículos en Corea, y solo hay 4 artículos en China, de los cuales solo se espera que uno se aplique a uno a los transformadores piezoeléctricos. En los últimos años, aunque ninguna otra compañía extranjera ha presentado patentes en la investigación y la aplicación de materiales cerámicos piezoeléctricos en China, se pueden usar para fabricar cerámicas piezoeléctricas a base de PZT para transformadores de cerámica piezoeléctricos de alta potencia. Se puede usar para fabricar transformadores piezoeléctricos con potencia de salida por encima de 30W. Se ha aplicado con éxito a las lámparas fluorescentes para el uso diario. El PZ24 basado en PZ24 de Ferroperm también se ha aplicado con éxito a los transductores de alta potencia. Aunque en nuestro país, algunos institutos de investigación han utilizado materiales piezoeléctricos basados en materiales de NEC para preparar transformadores piezoeléctricos con potencia de salida por debajo de bajo (pero la situación de la investigación de cerámica piezoeléctrica y la aplicación aún no son optimistas.

Dado que los transformadores de cerámica piezoeléctricos de múltiples capas son fáciles de lograr la miniaturización y la alta potencia, algunos investigadores en el hogar y el extranjero a menudo adoptan la estructura de varias capas en la investigación de transformadores piezoeléctricos. La estructura de transformador de cerámica piezoeléctrica de tipo múltiple de tipo rosado más simple se puede considerar como el proceso compuesto y simplificado en una dirección de espesor mediante una pluralidad de transformadores de cerámica piezoeléctricos de tipo rosa de una sola pieza. El extremo de entrada se lamina alternativamente y se dispara por unDisco cerámico piezoeléctricoy un material de electrodo, que inevitablemente implica un problema de co-cocción entre el material cerámico piezoico y el material del electrodo. En la actualidad, muchos materiales de cerámica piezoeléctricos PZT para transformadores piezoeléctricos tienen un problema de temperatura excesiva (> 11000C) en la producción de transformadores de cerámica piezoeléctricos de múltiples capas, es necesario utilizar una mayor proporción de materiales de electrodos que contengan metales preciosos. En la producción de transformadores piezoeléctricos, el costo de los materiales de los electrodos durante aproximadamente 2/3 del costo total. Por lo tanto, para reducir el costo de producción, el material piezoeléctrico del transformador piezoeléctrico es imperativo, pero el rendimiento anti-oxidación del metal base a alta temperatura es extremadamente pobre. Debido a la simplicidad y la economía del proceso, la mayoría de los fabricantes de dispositivos piezoeléctricos en China utilizan actualmente la sinterización de la atmósfera oxidante durante la producción. Cuando la temperatura de sinterización está por encima de 1100 ° C, el metal base tal como NI se oxida fácilmente, lo que aumenta la resistencia del contacto entre el electrodo y el material cerámico y tiene una gran influencia negativa en el dispositivo. En la situación actual, hay dos formas de \"metalización de rutenio\" de electrodos de dispositivos piezoeléctricos: primero, bajo la condición de que el rendimiento del dispositivo no se ve afectado, la temperatura de sinterización del material cerámico piezo utilizado se reduce adecuadamente, por lo tanto Reduciendo el nacional actual. La cantidad de cerámica piezoica de metal precioso se usa en el material de electrodo ampliamente plateado; El segundo es la exhaustiva\"metalización del rutenio\", adoptada, que se sinteriza en una atmósfera reductora. La realización de la segunda forma para la actual producción electrónica de cerámica piezoética de China, la dificultad es muy grande. Debido a que la mayoría de la planta de producción de cerámica electrónica actual de China, el uso de la atmósfera oxidante del horno de tipo paso. Lograr una sinterización reductiva significa un reemplazo sustancial del equipo original, que obviamente es insoportable para la producción electrónica de cerámica piezo en China, que tiene un comienzo tardío. Por lo tanto, lograr que la quemadura de bajo grado es una de las direcciones de investigación de los materiales de transformador piezoeléctrico de alta potencia. Tal desempeño de los materiales sin plomo existentes no es satisfactorio. Aunque en el campo de la investigación piezoeléctrica, el uso de materiales libres de plomo para reemplazar los materiales PT o PZT existentes es la tendencia futura, y es difícil de lograr a corto plazo debido a las condiciones científicas y tecnológicas existentes. Al mismo tiempo, QM y KP de materiales PUZ puros son un par de factores mutuamente restrictivos, uno alto y el otro debe ser bajo. Por lo tanto, en el campo de investigación de materiales piezoeléctricos de alta potencia, los ojos de los investigadores se concentran principalmente en la manada de lantano (PMS) de plomo, el nimanato de plomo (PMN), el niobato de zinc del plomo (PZN) y otros componentes y PZT. Investigación sobre sistemas ternarios, cuaternarios o multivariados. A partir de los ejemplos anteriores, se puede ver que las cerámicas piezoeléctricas de alta potencia tienen las siguientes características en términos de composición: los componentes principales de las cerámicas piezoeléctricas de alta potencia son principalmente PZT, y la relación ZR / TI está cerca de la casi homófasa. Perímetro. Esto se debe principalmente a la existencia de un límite de cuasi homófaga entre el complejo ferroeléctrico relajado y PZT PIEZO. Debido a la existencia del límite de fase casi homogéneo, hay un gran espacio de ajuste para la selección y el diseño de la composición y el rendimiento del material. Los nuevos resultados de la investigación sobre el límite de la casi homófaga también muestran que C20-221: existe una fase ferroeléctrica monoclínica en el límite cuasi homófaga, y el eje polar de la fase ferroeléctrica monoclínica puede ser entre ellos. En cualquier dirección, de modo que, en el material de la composición, cerca del límite de la cuasi homófaga, la desviación del dominio durante la polarización es más fácil, y las propiedades piezoeléctricas del material cerca del límite de la cuasi homófaga son óptimas. Dado que la temperatura Curie de los ferroelectrics relajados es relativamente baja, tal como: PB (Z N, / 3NB2 / 3), su TC = 1400C, por lo que para garantizar que el material tenga una temperatura de TC más alta, el contenido de PZT en estos Los sistemas son más altos.

Se agregan componentes de alta potencia en la parte superior del componente principal, como PMS, PMN, PZ N, etc., además, los elementos piezoes contenidos en estos componentes de adición modificados tienden a tener ambas funciones\"DONOR\" y\"Aceptador\" . Se conoce a partir del conocimiento de la piezoelecidez que el elemento de dopaje se agrega al PZT en el estado del donante, que promueve la generación de vacantes de cationes, que es beneficioso para la rotación del dominio durante la polarización, y el material se convierte en \"suave \"; De lo contrario, si el elemento piezo de dopaje está entrando en el PZT en el estado, promueve la generación de vacantes de oxígeno y no es propicio para la rotación de los dominios, y el material PZT es relativamente duro. Finalmente, debido a los diferentes dopantes, las propiedades del material se producen en dos variaciones distintas. Además, el dopaje adecuado \"Soft \" o\"Hard \" de materiales basados en PZT también contribuirá a las propiedades antienvejecimiento general del material. Es una comparación de las propiedades de la cerámica\"Soft \" y la cerámica\"Hard\". Desde la comparación, podemos ver que cuando está preparando la cerámica piezoeléctrica de alta potencia, PZT CERAMIC está simplemente dopado con elementos\"DONOR \" o\"Aceptador\". Varios, es difícil cumplir con los requisitos de \"Doble High \" y \"Double Low \" para materiales piezoeléctricos de alta potencia. Por lo tanto, es necesario \"dos clavijas\", es decir, la modificación de dopaje de PZT (incluido el elemento de adición principal\": un elemento piezo de dopaje agregado en forma de un ferroeléctrico relajante y \" elemento adicional \"Añadido en forma oxidada. Cuando el elemento piezo se dopa, se incorpora una cierta cantidad de elementos piezoes que tienen efectos de dopaje de donantes y aceptores en cierta proporción, de modo que el material logra el mejor rendimiento en la interacción de los dos efectos de dopaje. Como en los ejemplos enumerados anteriormente, el elemento \"AUXILIAR AUXILIAR\" o la combinación de NI Manganés, Nie Zinc y el manganeso de Bismuto. Además, cuando es necesario realizar un ajuste separado al \"Soft \" o\" Propiedades duras del material durante el proceso de investigación, también es posible seleccionar algunos elementos como Ming. Tal traza a veces también puede evitar el crecimiento de los granos de cristal durante la sinterización, y el rendimiento puede optimizarse cuando una pluralidad de dopajeSensor de cerámica PIZOes correctamente coincidente. Además, la selección adecuada de los elementos\"PRINCIPALES PLUS \" y \"auxiliares también puede formar una fase de líquido de transición en combinación con plomo durante el proceso de sinterización de la porcelana, de modo que el material se pueda sinterizar en la porcelana en una Temperatura más baja para bajar la temperatura de sinterización.

A través del análisis anterior, los siguientes principios están disponibles para la selección y el diseño de materiales para transformadores de cerámica piezoeléctricos de alta potencia:

(1) El material del componente principal se selecciona por PZT para garantizar que el material tenga un alto. Finalmente, se puede garantizar que la temperatura tenga un amplio rango de temperatura de operación para el transformador piezoeléctrico;
(2) la relación de ZR / TI del componente principal debe seleccionarse cerca del límite de cuasi homófaga para garantizar una buena actividad piezoeléctrica del material;
(3) formar un material multi-componente para ajustar y mejorar el material utilizando un material ferroeléctrico relajado o un elemento piezo que tiene un \"donante \" y una función de dopaje \"aceptador\" como un elemento\"auxiliar\" o Un tercer o cuarto componente. Es un rendimiento integral.
(4) Los\"elementos auxiliares\" seleccionados apropiadamente, como la plata y el antimonio, pueden prevenir el crecimiento de los granos de cristal durante la sinterización, lo que es beneficioso para obtener cerámicas de grano fino y mejorar el rendimiento general de los materiales.