I. Wstępne podsumowanie celów z ołowiu, cyrkonu i tytanu
Tarcze ołowiowo-cyrkonowo-tytanowe, powszechnie określane jako materiały PZT, to materiały ceramiczne syntetyzowane z ołowiu, cyrkonu, tytanu i niektórych innych pierwiastków przy użyciu specjalistycznej procedury. Materiał ten ma wiele właściwości piezoelektrycznych, ferroelektrycznych i dielektrycznych. Materiały PZT ulegają odkształceniom mechanicznym pod wpływem pola elektrycznego. Znajduje zastosowanie w piezoelektrycznych elementach ceramicznych, sonarach, urządzeniach ultradźwiękowych i czujnikach piezoelektrycznych. Podobnie jak w przypadku innych technologii, czystość materiału i spójność wydajności, szczególnie-w zastosowaniach zaawansowanych, powodują, że skupienie uwagi branży na celach związanych z ołowiem i tytanem cyrkonowym jest takie samo. Materiały te są obecnie dostępne w czystości 99,99%.
II. Parametry wydajności tarcz z tytanianu ołowiu i cyrkonu o wysokiej{{2}czystości 99,99%
Czynniki takie jak czystość, gęstość, zwartość, a także współczynnik piezoelektryczny wymagają dokładnej kontroli, aby zapewnić niezawodne i stabilne działanie. Oto niektóre z najważniejszych cech wydajności tego typu celów.
1. Czystość: Osiągnięcie 99,99% skutkuje wyjątkowo niską zawartością zanieczyszczeń, co pomaga zminimalizować ich wpływ na działanie ceramiki. Zanieczyszczenia te obejmują tlenek ołowiu, tlenek cyrkonu i tlenek tytanu, a także niektóre zanieczyszczenia pierwiastkowe. Poprawiona stabilność towarzyszy zwiększonej czystości.
2. Gęstość: Wartość zbliżona do gęstości teoretycznej wynosi około 7,8 do 8,0 g/cm3, w tym zakresie mieści się wartość wydajności piezoelektrycznej i wytrzymałości mechanicznej.
3. Gęstość: Krytyczną wartością, która zwykle przekracza 98% i jest największą w przypadku wewnętrznej porowatości ceramiki, jest zwartość ceramiki. Lepsze właściwości mechaniczne i elektryczne ceramiki są dodatkowo skorelowane ze zwiększoną wytrzymałością.
4. Rozmiar cząstek rzędu kilku mikronów: wpływa na jednolitą strukturę ceramiki, poprawia redukcję defektów i poprawia spójność strukturalną wraz z powtarzalnością działania systemu.
5. Współczynnik piezoelektryczny: 300 do 600 pico-kulombów/niutona, w zależności od zastosowanej konkretnej receptury i techniki przetwarzania.
6. Właściwości ferroelektryczne: Obejmują one siłę polaryzacji i polaryzację resztkową, zapewniając, że zdolność układu do powrotu do równowagi jest niezawodna i stabilna podczas długotrwałej ekspozycji na pole elektryczne.
7. Właściwości termiczne: takie jak współczynnik rozszerzalności cieplnej i temperatura Curie, zapewniają, że technologicznie użyteczna stabilność działania zostanie utrzymana w szerokim zakresie wahań temperatury.
Dostosowywanie i modyfikowanie tych parametrów nie tylko gwarantuje podstawowe właściwości materiału, ale także ma kluczowe znaczenie dla oczekiwanego działania materiału w określonych zastosowaniach.
III. Proces przygotowania i kontrola jakości
Etapy przygotowania tarcz ołowiowo-cyrkonowo-tytanowych o wysokiej czystości{{0} obejmują złożony proces produkcyjny, który rozpoczyna się od wybrania-ołowiowo-cyrkonowego o wysokiej czystości z tytanem, a także sekwencję innych zaprojektowanych etapów, takich jak dozowanie, mieszanie, spiekanie, mielenie i formowanie. Każdy z tych etapów musi być kontrolowany, a to z kolei będzie miało wpływ na proces, czystość i produkt końcowy.
1. Surowiec: ołów-o wysokiej czystości i cyrkon
2. Unikanie zbyt dużego nadmiaru i zbyt dużego niedoboru podczas równomiernego mieszania materiałów.
3. Osiągnięcie całkowitego stopienia cząstek ceramicznych i utworzenie gęstej bryły ceramicznej wymaga techniki spiekania-w wysokiej temperaturze.
4. Procesy spiekania i kształtowania-pospiekającego są ze sobą powiązane. Ceramikę najpierw poddaje się spiekaniu, następnie w celu uzyskania dokładnej wymiarowo konstrukcji i gładkiej powierzchni poddaje się ją prasowaniu lub formowaniu izostatycznemu.
5. Dalsze procesy obejmują obróbkę termiczną lub wykańczanie powierzchni-w niskiej temperaturze. Mają one na celu stworzenie gładkiej powierzchni zewnętrznej przy jednoczesnej stabilizacji termicznej materiału.
W całym cyklu produkcyjnym stosowane są procesy kontroli jakości. Aby sprawdzić czystość struktury krystalograficznej, stosuje się-dyfrakcję promieni X (XRD). Cząstki i pory, a także funkcje elektryczne materiału (piezoelektryczne i ferroelektryczne) są sprawdzane za pomocą testów wydajności elektrycznej przeprowadzanych w SEM.
IV. Wydajność aplikacji celów TZT
Tarcze ołowiowo-cyrkonowo-tytanowe o czystości cyrkonu i tytanu wynoszącej 99,99% wykazują stabilne działanie we wszystkich praktycznych zastosowaniach. Jest to wynikiem dużej gęstości celów, jednolitej struktury ziaren i rygorystycznych standardów przetwarzania.
W mikroelektronice, w przypadku tych materiałów docelowych, powstałe cienkie warstwy piezoelektryczne są w miarę jednolite, co zwiększa wydajność urządzeń wielochipowych-. Ponadto stabilne właściwości tarcz ołowiowo-cyrkonowo-tytanowych zapewniają czułość i dokładność pomiarów w urządzeniach akustycznych. Te tarcze ołowiowo-cyrkonowo-tytanowe są również wykorzystywane w obrazowaniu ultradźwiękowym, inspekcjach przemysłowych i wielu innych zastosowaniach.
Wysoki poziom czystości Zr i Ti w materiałach skutkuje bardzo niskim poziomem zanieczyszczeń, co pozwala materiałom zachować swoje właściwości termiczne i elektryczne przez dłuższy czas. Minimalizuje to potrzebę konserwacji i wymiany. Jest to korzystne w przypadku-precyzyjnych instrumentów i systemów, które mają działać przez długi czas.
