Пьезоэлектрический керамический механический коэффициент качества QM и его стабильность температуры

Значение QM -коэффициента механического качества характеризует энергию, потребляемую пьезоэлектрическим телом для преодоления внутреннего трения во время резонанса. Он определяется как: QM = 2π. Механическая энергия, хранящаяся в вибраторе во время резонанса, резонирует энергию механической потери вибратора в неделю. Значение фактора QM отражает механическую потерю пьезоэлектрического материала. Чем меньше механические потери, тем больше значение QM. Когда вычисляется значение QM материала, следующая приблизительная формула используется для эквивалентной цепной диаграммы пьезоэлектрического вибратора:
QM = 1/ 4π (C0 + C1) R1ΔF,

Где C0 является статической емкостьюпьезокерамический хрустальный кварцевый стержень, R1 - это эквивалентное сопротивление резонанса вибратора, C1 является динамической емкостью вибратора, а ΔF - разница между резонансной частотой FR вибратора и антирезонической частотой FA. Как правило, используется метод линии передачи. ΔF, R1 и т. Д. Получены, а затем рассчитывается QM. Из термодинамической функции свободной энергии обсуждается физический источник значения QM, и выводится формула: и значение Q-1M экспериментально проверяется как пропорциональна диэлектрическим потерям. Кроме того, в эксперименте на основе этого значение QM количественно выражается в зависимости от количества пространственного заряда и удельного сопротивления объема, и получается эмпирическая формула: QM = (800 LGρ - 7 500) {(PS - pi) / ps - 0. 2} + 250. Где ρ - объемное удельное сопротивление материала, PS - поляризационное значение насыщения, а PI - поляризационное значение, определяемое на петле гистерезиса, полученном сразу после применения переменного электрического поля. , (PS - PI) / PS является эквивалентным и количеством пространственного заряда. Когда (ps - pi) / ps ≥0. 2, ρ ≥109 Ом · см, он находится в хорошем согласии с экспериментальными результатами. Как теоретически, так и экспериментально, сущность и характеристика QM были выполнены. Углубленное обсуждение. Это помогает нам дополнительно изучить размер QM и его стабильность температуры.

Измерение для улучшения значения QM и стабильности температуры

Допинг модификация
В дополнение к изменению соотношения бинарных, тройных и четвертичных систем, значение QMМатериал PZT Пьезой керамический дискМожет быть улучшен в некоторой степени, и легирование в основном компоненте материала может дополнительно улучшить свойства материала, включая величину и стабильность температуры значения QM. При изучении пьезоэлектрических свойств твердых материалов PZT допингом марганца было обнаружено, что Mn может регулировать значение QM из -за изменения валентности в Mn. Кроме того, в четвертичной системе PB (MG1/ 3NB2/ 3) (MN1/ 3NB2/ 3) Пьезоэлектрический материал Tizro3 легирован определенным количеством CEO2, и максимальное относительное отклонение может быть получено в диапазоне -20. -55 ° C (относительно значения QM при 25 ° C) | Δ (QM) M | уменьшается с 42 % до 33 %; Максимальное относительное смещение определенной формулировки практически неизменно, когда SR легируется. Допинг в Pb (Mn1/ 3SB2/ 3) Материалы O3 SN улучшает низкую стабильность QM. Есть два аргумента для допинга, которые объясняют стабильность температуры QM. Говорят, что ухудшение электрических свойств пьезоэлектрических материалов часто связано с микротрещинами внутри материала. Вызвано ростом. После допинга, чтобы войти в кристаллическую решетку, генерируется внутреннее сжимающее напряжение, что в некоторой степени ингибирует рост микротрещин. Чтобы избежать увеличения резонансной сопротивления материала и обеспечить стабильность температуры QM. Другой способ сказать, что структура материала легирования включает размер зерна, граничное состояние зерна, постоянную решетку, плотность и т. Д., Приводящие к макроскопическим физическим свойствам. тем самым улучшая изменение температуры значения QM. Обычно добавление жестких добавок, таких как ЕС, YB, AL2O3, MGO и т. Д., Чтобы увеличить значение QM; При добавлении мягких добавок, таких как NB2O5, LA2O3, TA2O5 и т. Д., Снимите значение QM, а стабильность температуры QM температура лучше, чем жесткое легирование.

Оптимизация процесса
Процесс приготовления пьезой керамических материалов, особенно подготовка, кальцинирование, спекание и искусственную поляризацию порошков, напрямую влияет на плотность, размер зерна и пьезоэлектрические свойства образцов. В настоящее время температурная стабильность QM улучшается по сравнению с процессом подготовки. Есть определенные трудности, но размер QM корректируется из процесса приготовления. Многие исследователи были вовлечены. Например, ионо -лечевая PB (MN1 / 3NB2 / 3) CR3 + Ceramics очень чувствительна к температуре спекания, когда температура спекания повышается, пьезоэлектрические свойства закалены. Следовательно, значение QM может гибко контролировать путем изменения температуры спекания. Kawasaki сравнивает легирование с обычным приготовлением порошка с помощью допинга тепловой инъекции. Обсуждается, что некоторые ионы примесей, такие как FE3 +, будут увеличивать значение QM с помощью метода тепловой инъекции, в то время как некоторые ионы, такие как CR3 +, уменьшают значение QM. Процесс оптимизирован для подготовки керамического материала с превосходной производительностью, которая должна регулировать значение QM.

Теоретически изучаются коэффициент материала и модификация допинга. На практике улучшение процесса состоит в том, чтобы регулировать значение QM пьезоэлектрического керамического материала и улучшить стабильность температуры, чтобы пьезоэлектрический керамический материал может быть более широко получен. Эффективный метод применения.