PусскийПросмотры:80 Автор:Pедактор сайта Время публикации: 2023-05-10 Происхождение:Работает
Низкотемпературный спеченный пьезоэлектрический керамический материал представляет собой специальный функциональный материал с пьезоэлектрическим эффектом и диэлектрическим эффектом, который может преобразовать механическую энергию в электрическую энергию или преобразовать электрическую энергию в механическую энергию. Важность этих материалов заключается в их широких приложениях в датчиках, радиоустройствах, вибраторах и многих других областях.
Низкотемпературный пьезоэлектрический керамический материал
Традиционные пьезоэлектрические керамические материалы требуют высокотемпературного спекания для достижения хорошей производительности, но это приведет к таким проблемам, как усадка материала и деформация во время спекания. Низкотемпературный пьезоэлектрический керамический материал может завершить процесс спекания при относительно низкой температуре (обычно ниже 1000 ° C), что избегает вышеупомянутых проблем. Кроме того, процесс приготовления низкотемпературных пьезоэлектрических керамических материалов также является более простым, энергосберегающим и экологически чистым.
Основные компоненты низкотемпературных пьезоэлектрических керамических материалов включают титанат свинцового циркония (PZT), титанат свинцового циркония (BZT), свинцовый стронтийский титанат (PST) и т. Д. Эти материалы широко используются в пластах звуковой волны, ультразонической волны, датчика вибрации, сенсора давления, потока и так. Кроме того, они также могут использоваться для производства микромотров, вибраторов, ультразвуковых преобразователей и других устройств.
Классификация низкотемпературных пьезоэлектрических керамических материалов
Химический состав
Согласно химическому составу, его можно разделить на PZT, BZT, PSN и другие типы.
Титанат циркония свинца (PZT) является одним из наиболее распространенных низкотемпературных пьезоэлектрических керамических материалов, которые имеют высокий пьезоэлектрический коэффициент и хорошую стабильность. Титанат цирконата бария (BZT) и свинцовый стронций (PSN) также широко используются в пьезоэлектрических устройствах.
В соответствии с кристаллической структурой и фазовой композицией его можно разделить на однофазный тип и многофазный тип.
Однофазные материалы относятся к керамическим материалам, которые содержат только одну кристаллическую структуру, такие как чистые материалы PZT. Многофункциональный материал включает в себя две или более кристаллических структур, таких как материал Pzt-Bt (BiSmuth Barium Titanate).
Согласно методу препарата, его можно разделить на метод реакции твердой фазы, метод Sol-Gel, метод гидротермального синтеза и так далее.
Тверденный метод реакции-это традиционный метод препарата, который обычно требует высокотемпературного спекания для получения идеального продукта. Метод Sol-Gel представляет собой новый метод подготовки, который может завершить процесс спекания при относительно низкой температуре. Гидротермальный синтез является обычно используемым методом для приготовления гетерогенных материалов.
Низкотемпературные пьезоэлектрические керамические материалы по сравнению с традиционными материалами
По сравнению с традиционными высокотемпературными спеченными пьезоэлектрическими керамическими материалами, низкотемпературные пьезоэлектрические керамические материалы имеют следующие преимущества:
Низкотемпературное спекание: традиционные высокотемпературные спеченные пьезоэлектрические керамические материалы требуют долгосрочного процесса спекания при высокой температуре, что легко приводит к таким проблемам, как усадка и деформация материала. Низкотемпературный пьезоэлектрический керамический материал может завершить процесс спекания при относительно низкой температуре (обычно ниже 1000 ° C), что избегает вышеупомянутых проблем.
Энергетическая экономия и защита окружающей среды: процесс приготовления традиционных высокотемпературных пьезоэлектрических керамических материалов потребляет много энергии и ресурсов, и некоторые вредные газы будут генерироваться во время процесса спекания. Процесс приготовления низкотемпературных пьезоэлектрических керамических материалов более энергетический и экологически чистый.
Подготовка многофазных материалов проста: приготовление многофазных материалов традиционными высокотемпературными спеченными пьезоэлектрическими керамическими материалами требует точного контроля температуры и сложного потока процесса. Низкотемпературные пьезоэлектрические керамические материалы могут быть приготовлены с помощью простого метода многофазных материалов.
Стабильные характеристики: производительность низкотемпературных пьезоэлектрических керамических материалов более стабильна, и их нелегко влиять на внешние среды, такие как температура и атмосфера, поэтому его можно использовать в более широком диапазоне применений.
Тем не менее, низкотемпературные пьезоэлектрические керамические материалы также имеют недостатки:
Относительно слабые физические свойства: по сравнению с высокотемпературными спеченными пьезоэлектрическими керамическими материалами, физические свойства низкотемпературных спеченных пьезоэлектрических керамических материалов могут быть немного хуже, что может ограничить их использование в определенных областях применения.
Низкотемпературный процесс спекания по-прежнему должен быть усовершенствован: поскольку процесс приготовления низкотемпературных пьезоэлектрических керамических материалов относительно новый, их необходимо улучшить и усовершенствовать для улучшения качества и стабильности продукта.
Применение низкотемпературных пьезоэлектрических керамических материалов
Датчики вибрации: низкотемпературные пьезоэлектрические керамические материалы могут использоваться для изготовления датчиков вибрации, таких как датчики вибрации для автомобильных кондиционирующих компрессоров, которые могут измерить такие данные, как частота вибрации и интенсивность.
Акустические датчики: низкотемпературные пьезоэлектрические керамические материалы могут использоваться для изготовления акустических датчиков, таких как ультразвуковые детекторы и расходомеры, которые можно использовать для контроля скорости и потока воды и воздушного потока.
Датчик давления: низкотемпературные пьезоэлектрические керамические материалы могут использоваться для производства датчиков давления, таких как в медицинском оборудовании, контроле промышленного производства и других полях, которые могут измерять давление в режиме реального времени.
Микроэлектромеханические системы (MEMS): низкотемпературные пьезоэлектрические керамические материалы могут использоваться для изготовления микроэлектромеханических систем (MEMS), таких как акселерометры, гироскопы и т. Д.
Ультразвуковые преобразователи: низкотемпературные пьезоэлектрические керамические материалы могут использоваться для изготовления ультразвуковых преобразователей, таких как оборудование для медицинской визуализации и чистящие средства. Эти устройства могут преобразовать электрическую энергию в механическую энергию и звуковые волны и обеспечивать обнаружение и обработку веществ.
