Изучение процесса поляризации пьезоэлектрической керамики PZT

Пьезоэлектрический кристаллический преобразовательшироко используются в областях электроники, света, тепла и акустики и стали важными функциональными материалами в оборонной промышленности, гражданской промышленности и повседневной жизни. Они являются основным направлением исследования текущих функциональных материалов. В настоящее время наиболее часто употребляемой пьезоэлектрической керамикой по -прежнему является свинцовый цирконат титанат (PZT) и его тройная или четвертичная керамика. Процесс поляризации является ключевым процессом в изготовлении пьезоэлектрических керамических устройств. Процесс поляризации - это процесс движения и развития доменных структур в пьезоэлектрической керамике. Пьезоэлектрическая керамика представляют собой изотропные тела перед искусственной поляризацией и не проявляют пьезоэлектрического эффекта снаружи; После поляризации они становятся анизотропными телами из -за остаточной поляризации, что имеет пьезоэлектрический эффект. Диэлектрические и упругие свойства поляризованной пьезоэлектрической керамики связаны со степенью поляризации. Для того, чтобы пьезоэлектрическая керамика имела высокую степень поляризации и придает полную игру к их потенциальным пьезоэлектрическим свойствам, необходимо принять оптимальные условия поляризации, то есть выбрать соответствующую прочность на поляризации электрического поля (E) и температуру поляризации (Т). И время поляризации (T). Три условия процесса поляризации взаимосвязаны. Если электрическое поле поляризации слабое, оно может быть компенсировано путем повышения температуры и продления времени поляризации; Если электрическое поле сильное, а температура высока, время поляризации может быть сокращено. Однако три условия поляризации тесно связаны с составом пьезоэлектрической керамики. Для пьезоэлектрических керамических материалов PZT принудительное электрическое поле уменьшается. Традиционный метод состоит в том, чтобы скорректировать соотношение циркония и титана. Чем больше соотношение циркония к титану, тем меньше принудительное электрическое поле, так что поляризационное электрическое поле меньше. Это увеличивает соотношение циркония к титану, значительно не улучшает условия процесса поляризации.

В производственных и научных исследованиях определенные оксиды и соединения часто используются в качестве следов для повышения производительности пьезоэлектрических керамических материалов. Эти следовые добавки заменяют позиции некоторых ионов титана и ионов циркония в PZT, что позволяет легко двигаться в зернах, что приводит к значительному снижению принудительного электрического поля, а также уменьшает три условия поляризации. Легко поляризовать. После длительного периода повторных экспериментов определяется, что пьезоэлектрический керамический фильтр 6. 5 МГц изготовлен из модифицированного PZT, а его состав - PB0. 90 SR0. 05mg0. 03BA0. 02 (ZR0. 53 TI0. 47) O3 + CEO2 + после того, как пьезоэлектрическое керамическое сырье предварительно наполнено, образуется, выпущено и полировано, образуется круглый пьезо керамический диск 24 мм × 0,35 мм, а после серебра на обоих на обоих Стороны круглой пьезой керамической кусочки, он помещается в духовку при 100 ° С. запекание более 10 минут и удаляет плитки из серебряного слоя. Затем серебряная пьезой пластина помещается в ящик для печи, а температура повышается до 100 ° C при постоянной температуре 15 ° C / 6 мин, и температуру повышается при 0,5 ° C. температура повышается до Постоянная температура 15 ° C / 6 мин. При 400 ° С температуру повышали до 700 ° С при постоянной температуре 20 ° С / 6 мин. После постоянной температуры 20 мин температура медленно снижалась до ниже 100 ° C. Фарфоровые кусочки серебряного покрытия помещали при комнатной температуре в течение 12 часов, помещали в ванну силиконового масла и подвергались поляризационной обработке в различных условиях поляризации. Пьезоэлектрические свойстваТангенциальная пьезоэлектрическая трубкабыли измерены после стояния в течение 24 часов.

Влияние поляризованного электрического поля на пьезоэлектрические свойства

В процессе поляризации поляризационное электрическое поле является внешней движущей силой для управления доменом. В случае не превышающей прочности поля насыщения материала, чем больше E, чем больше эффект ориентации выравнивания домена и степень поляризации, тем лучше, тем лучше пьезоэлектрические характеристики. Электроны, которые трудно отклонить или переориентацию при низком давлении, более восприимчивы к отклонениям или переориентации под высоким давлением, что делает поляризацию более полной. Для домена инверсии 180 ° инверсия домена не направляет обратный домен через боковое движение своей доменной стенки, а скорее выращивает большую поляризацию вблизи электрода вдоль края образца внутри домена инверсии. Новый, резкий домен с направлением, соответствующим направлению электрического поля. После зарождения нового домена он продвигается под действием электрического поля и проникает в весь образец. Когда электрическое поле усиливается, новые домены появляются непрерывно, а прямое развитие распространяется на весь обратный домен. Наконец, обратный домен становится таким же, как направление внешнего электрического поля, и объединяется с соседними изотропными доменами, образуя больший объем. Для домена на 90 ° стена домена может двигаться в боковом направлении, а критическое электрическое поле, необходимое для бокового движения домена на 90 °, меньше критического электрического поля, необходимого для нового домена в форме резкого. и требуется внешнее направление электрического поля. Последовательный требует большего электрического поля, и разработка его нового домена в основном зависит от внешнего электрического поля, чтобы протолкнуть боковое движение стенки домена 90 °. При условии t = 15 мин и t = 130 ° C поляризация пьезоэлектрического керамического изделия была изменена на E, а пьезоэлектрическая проницаемость D33 изменилась с E.. Видно, что когда E <1. 5 кВ/мм изменилась D33. , D33 медленно увеличивается с увеличением E; Когда E> 1. 5 кВ/ мм, D33 быстро увеличивается с увеличением E, но когда E> 2. 5 кВ/ мм, D33 внезапно быстро падает. Это связано с тем, что при E <1. 5 кВ/мм поляризация может только облегчить обращение с доменной ориентацией 180 ° в направлении внешнего электрического поля, поэтому значение D33 ниже, а увеличение медленнее; Когда e> 1. 5 кВ, внешнее электрическое поле больше, чем принудительное электрическое поле материала, так что домен 90 °, который трудно повернуть материал, который имеет тенденцию к направлению внешнего электрического поля, поэтому D33 быстро увеличивается; Продолжайте увеличивать высокую силу электрического поля, когда e> 2. 0 кВ/ при мм, пьезоэлектрический домен в материале почти завершен, поэтому увеличение D33 имеет тенденцию быть медленным. Но когда E достигает определенного значения (e> 2. 5 кВ/мм), свободные электроны в пьезой керамике получают больше энергии в электрическом поле, чем потерянная энергия. Согласно теории столкновения ионизации, свободные электроны могут быть после каждого столкновения. Накопление энергии приводит к непрерывному повышению температуры керамического листа, пьезоэлектрические характеристики непрерывно ухудшаются, и, наконец, происходит термоусобие. Более того, когда приложенное электрическое поле достаточно высокое из -за эффекта туннелирования квантовой механики, запрещенные полосовые электроны могут войти в полосу проводимости, а под действием сильного поля свободные электроны ускоряются, в результате чего электроны сталкиваются с электронами и ионизируя. В это время, из -за увеличения тока, локальная температура пьезо -кристалла поднимается, в результате чего пьезо -кристалл частично расплавился и разрушает ее структуру, так что свойства пьезой керамики разлагаются, и, наконец, возникает разрушение.

Влияние температуры поляризации на пьезоэлектрические свойства

При условии e = 2. 0 кВ/мм и t = 15 мин t заменяется на поляризацию пьезоэлектрической керамики. Изменение D33 и D33 начинает увеличиваться быстрее. После достижения температуры 130 ° C значение D33 оставалось в основном неизменным. Это связано с тем, что при более низких температурах, по мере повышения температуры соотношение оси кристалля пьезо становится меньше, активность домена увеличивается, и внутреннее напряжение, вызванное рулевым управлением доменов на 90 °, становится меньше, то есть на рулевое управление доменом. Сопротивление невелико, и домены легко ориентированы, поэтому поляризация легче выполнить. Когда T достигает 130 ° C, большинство пьезоэлектрических доменов повернуты, а рулевое управление насыщено, поэтому значение D33 не изменяется.

Условия поляризации оказывают большое влияние на производительность пьезоэлектрической керамики, а электрическое поле поляризации является основным фактором в условиях поляризации. Теоретически, когда приложенное электрическое поле превышает прочность на принудительное поле, большинство доменов должны быть повернуты и поляризованы перестановлены и полностью поляризованы, но при таком электрическом поле, даже если оно поляризовано в течение длительного времени, его нельзя получить. Лучшие пьезоэлектрические свойства. Чтобы сделать пьезоэлектрические свойства материала, полностью реализованного, электрическое поле должно быть добавлено к прочтке поля насыщения, что составляет от 3 до 4 раз от принудительного поля. Следовательно, принудительное электрическое поле - это нижний предел электрического поля, выбранного во время поляризации, и прочность поля насыщения можно считать, что верхний предел прочности поля выбирается во время поляризации, и если поле насыщения Превышен, разрыв легко найден. После всестороннего рассмотрения определяются оптимальные параметры процесса поляризации 6. 5 МГц пьезоэлектрического керамического фильтра. Поляризационная сила электрического поля составляет 2 2 кВ/мм, а температура поляризации составляет 130 ° C. На основании этого полюс определяется. Время 15 мин. Экспериментальные результаты показывают, что когда время поляризации превышает 15 минут, влияние на пьезоэлектрические характеристики не очевидно. В эксперименте также было обнаружено, что использование низкотемпературной проводящей пасты серебряной пасты вместо широко используемой высокотемпературной серебряной пасты в процессе серебривания серебра может в определенной степени улучшить пьезоэлектрические и механические свойства керамического листа, Но прочность на соединение ниже, а стоимость выше. Высокий и неподходящий для промышленного производства. В эксперименте процесса стрельбы было обнаружено, что пьезой керамический лист имеет температуру более 1 250 ° C, а время удержания более 2 часов было подвержено распаду во время поляризации, что привело к увеличению трещин. Это связано с тем, что чем выше температура стрельбы и чем дольше время удержания, тем более тяжелая кристаллизация происходит, так что меньшие зерна становятся большими зернами, что обычно приводит к увеличению керамической пористости и уменьшению плотности керамической. Это уменьшает механическую прочность и диэлектрическую постоянную и в то же время уменьшает коэффициент механического качества пьезой керамики.

Когда приходит передача передачи, передача передачи подлинности. Если это успешно, ресурсы, выделенные на этапе подготовки, передаются модулю доступа к протоколу, и для управления инициируется вызов. В настоящее время контроль вызовов считает, что вызов является обычным вызовом терминала. Когда модуль доступа к протоколу сообщает HOM, что терминал фактически получил доступ к сообщению, коммутатор можно считать в стабильном состоянии. Если переключаемый терминал требует других передач, таких как внутренняя передача или последующая передача, он может быть завершен в соответствии с описанием функции HO. Следует отметить, что переключенные концы OT не имеют ничего общего с концами OT вызова. Конец t и конец o вызова могут быть переключенным конец O или переключенный конец t. После исследования в области передачи GSM и UMTS, если в мобильном SoftsWitch есть HADSOVERS GSM и UMTS, между процессом сигнализации и управлением передачи средств массовой информации есть много сходства, особенно сообщений о передаче BSSAP и RANAP. В процессе проектирования государственной машины считается, что он реализует слияние двух протоколов и, наконец, принимает схему реализации разделения. Процесс сигнализации одного протокола в передаче передачи не является сложным, и сложность передачи в основном происходит от сотрудничества протоколов на разных различных интерфейсах. Слияние связанных с передачей сообщений в двух протоколах подсистемы базовой станции подсистемы (BSSAP) и часть применения сети радиоприемников (RANAP) не может быть значительно упрощена для проектирования машины для передачи передачи. BSSAP. Дизайн, адаптированный к протоколу RANAP, добавляет сложность. Кроме того, слияние приведет к избыточности сообщений и параметров или потере функциональности.