壓電陶瓷的發展歷史(壓電陶瓷的制備流程)
今天(tian)Aigtek安泰電子就帶(dai)你具體了解一(yi)下壓電陶瓷的發展歷史:
1880年,居里兄(xiong)弟(di)發現電(dian)(dian)氣石中的(de)壓電(dian)(dian)效應,從此壓電(dian)(dian)學的(de)歷(li)史便開始。
1881年,居里兄弟通過實(shi)驗驗證了逆壓電(dian)效應(ying),并且給出石英相同的正(zheng)逆壓電(dian)常數。
1894年,Voigt指出,僅無對稱中心(xin)的二十種(zhong)點群的晶體才有(you)可能具有(you)壓(ya)電效應,石英是壓(ya)電晶體的一種(zhong)代(dai)表,它被(bei)取得應用。
第一次世界大(da)戰(zhan),居里(li)的繼承(cheng)人郎之萬,利用石英的壓(ya)電效應,制成了水下超聲探測器,用于探測潛水艇,從(cong)而揭(jie)開了壓(ya)電應用史的篇章。
1942年人們發現(xian)BaTiO3的(de)(de)壓電性,由于其(qi)較高的(de)(de)介(jie)電常(chang)數(shu),使壓電材料和其(qi)應用取得巨大發展。
1946年美(mei)國麻省理工學院絕(jue)緣(yuan)研究室發(fa)現(xian),在(zai)鈦酸鋇鐵電(dian)陶瓷上施加直流(liu)高壓電(dian)場,使其自發(fa)極化沿電(dian)場方向(xiang)擇優取(qu)向(xiang),除去電(dian)場后仍能保(bao)持一(yi)定(ding)的剩(sheng)余極化,使它具有(you)壓電(dian)效應,從此誕(dan)生了壓電(dian)陶瓷。
1947年(nian),美(mei)國(guo)Roberts在(zai)BaTiO3陶瓷(ci)上,施(shi)加(jia)高壓(ya)進行(xing)極化(hua)處(chu)理,獲得了壓(ya)電陶瓷(ci)的電壓(ya)性(xing),隨后,日本(ben)積極開展利用BaTiO3壓(ya)電陶瓷(ci)制作超聲換(huan)能(neng)器、高頻換(huan)能(neng)器、壓(ya)力(li)傳感器、濾波(bo)器、諧振(zhen)器等各種壓(ya)電器件的應用研究,這(zhe)種研究一直進行(xing)到50年(nian)代中期。
1954年美國(guo)研究員發現(xian)鈦酸鉛(PZT)陶瓷(ci)具有良好的(de)壓(ya)(ya)電(dian)(dian)性能,其(qi)機電(dian)(dian)耦合系數近于BaTiO3的(de)一(yi)倍(bei),使壓(ya)(ya)電(dian)(dian)器件的(de)應用研究又大(da)(da)(da)大(da)(da)(da)地(di)向前推進(jin)了一(yi)大(da)(da)(da)步。
隨(sui)后PZT由于其(qi)強而(er)穩定的壓(ya)(ya)電(dian)性能使其(qi)成為應用廣泛的壓(ya)(ya)電(dian)材料,此壓(ya)(ya)電(dian)材料的出現(xian)使壓(ya)(ya)電(dian)器件從傳統(tong)的環能器和(he)濾波(bo)器等發(fa)展到(dao)電(dian)壓(ya)(ya)變壓(ya)(ya)器,引燃引爆(bao)裝(zhuang)置(zhi)和(he)壓(ya)(ya)電(dian)發(fa)點(dian)裝(zhuang)置(zhi)等。
BaTiO3如果是(shi)單元系(xi)西壓電陶瓷的代表,那PZT就是(shi)二元系(xi)壓電陶瓷的代表。PZT壓電陶瓷憑借(jie)著其(qi)多樣性(xing)(xing)的性(xing)(xing)能(neng)參數,振(zhen)動(dong)模式(shi)的研究和開發,加上器件(jian)科(ke)技的不斷進步,使其(qi)發展(zhan)越(yue)(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)(yue)來(lai)迅(xun)速,應用也越(yue)(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)(yue)廣泛。

PZT壓電陶瓷(ci)的制(zhi)備流程:
1、坯體制(zhi)備:先在粉(fen)料中加占料中5%的粘合劑攪拌(ban)攪勻(yun)并過篩(shai)(shai),再預壓塊(kuai),將預壓塊(kuai)碾碎并過細篩(shai)(shai),這便是粉(fen)料造(zao)(zao)粒的國產中,造(zao)(zao)粒后通過干(gan)壓成型的方式來制(zhi)備坯件。造(zao)(zao)粒的作用是使粘合劑均(jun)(jun)勻(yun)地(di)分布(bu)在粉(fen)料中,使樣品密度更加均(jun)(jun)勻(yun)。
2、瓷(ci)件(jian)燒(shao)結和(he)機械加工:坯件(jian)干壓成(cheng)型以后(hou)通(tong)過高(gao)溫(wen)燒(shao)結成(cheng)瓷(ci)。這(zhe)也(ye)是顆粒重排靠近,材料(liao)致密化和(he)晶(jing)(jing)粒生長(chang)的(de)過程(cheng)。燒(shao)結溫(wen)度(du)太高(gao)會(hui)造成(cheng)陶瓷(ci)晶(jing)(jing)粒生長(chang)過大或者組織不(bu)均勻,而燒(shao)結溫(wen)度(du)過低則會(hui)造成(cheng)晶(jing)(jing)粒發育不(bu)完全,這(zhe)樣都會(hui)影響到PZT壓電(dian)(dian)陶瓷(ci)元件(jian)的(de)壓電(dian)(dian)性能(neng)。
3、上電(dian)極(ji)(ji)(ji):PZT壓電(dian)陶瓷元件的兩極(ji)(ji)(ji)都需(xu)要金屬電(dian)極(ji)(ji)(ji)才能導(dao)電(dian),發(fa)揮(hui)壓電(dian)性(xing)。這時候可以通過真空蒸鍍、燒滲銀層、化學沉(chen)銅、化學沉(chen)銀等(deng)方式來(lai)上電(dian)極(ji)(ji)(ji)。
4、極(ji)(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua):只有當PZT壓(ya)電(dian)(dian)(dian)陶瓷元件上(shang)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)后,需(xu)要(yao)(yao)通過極(ji)(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)才能顯示出壓(ya)電(dian)(dian)(dian)效應。想要(yao)(yao)使(shi)壓(ya)電(dian)(dian)(dian)陶瓷極(ji)(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua),充分發揮壓(ya)電(dian)(dian)(dian)性能就(jiu)需(xu)要(yao)(yao)合理選擇極(ji)(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)條件,也就(jiu)是極(ji)(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)電(dian)(dian)(dian)場(chang)(chang)(chang)、極(ji)(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)溫(wen)度和(he)極(ji)(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)時間。只有在(zai)極(ji)(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)電(dian)(dian)(dian)場(chang)(chang)(chang)作用下,電(dian)(dian)(dian)疇才能沿電(dian)(dian)(dian)場(chang)(chang)(chang)方向取(qu)向排(pai)列(lie),極(ji)(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)電(dian)(dian)(dian)場(chang)(chang)(chang)越高,促使(shi)電(dian)(dian)(dian)疇取(qu)向排(pai)列(lie)的作用越大,極(ji)(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)就(jiu)越完善。
壓電陶瓷的應用:
壓(ya)電材料的應用領(ling)域一般(ban)可以(yi)分為(wei)兩類:即振動能和超聲振動能-電能換(huan)能器(qi)應用(yong),包括電聲(sheng)換(huan)能器(qi),水聲(sheng)換(huan)能器(qi)和(he)超聲(sheng)換(huan)能器(qi)等,以(yi)及其它傳感器(qi)和(he)驅動器(qi)應用(yong)。
壓(ya)電陶(tao)瓷(ci)一般是激振蕩式(shi)(shi)的方式(shi)(shi)進行驅動(dong),通過(guo)方波(bo)(或短行波)振蕩器來(lai)激勵發聲。由于壓電陶瓷片(pian)對頻率(lv),電壓以(yi)及輸出功(gong)率(lv)等的要求較高,所以(yi)使用時一般需要搭(da)配功(gong)率(lv)放大(da)(da)器,安泰為您推薦ATA-2021B高壓功(gong)率(lv)放大(da)(da)器。
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以上就是壓電陶瓷(ci)(ci)發展歷史和制備(bei)流(liu)程(cheng)的內容,相信(xin)大家看完對壓電陶瓷(ci)(ci)的了解都會(hui)加深。如果對于壓電陶瓷(ci)(ci)的應(ying)用還(huan)有什么(me)想知道的,您可(ke)以隨時(shi)咨詢我們。西(xi)安安泰電子是專業從事功率放大器、高壓放大器、功率信號源、前置微小信號放大器、高精度電壓源、高精度電流源、功率放大器模塊等電子測量儀器研發、生產和銷售的高科技企業。公(gong)司致力于功率放大器、功率信號(hao)源、計(ji)量校(xiao)準產品(pin)等產品(pin)為核(he)心的(de)相(xiang)關(guan)行(xing)業(ye)(ye)測試解決方案的(de)研究,為用(yong)(yong)戶提供具有(you)(you)競爭力的(de)測試方案,Aigtek已經成為在業(ye)(ye)界擁有(you)(you)廣泛(fan)產品(pin)線,且具有(you)(you)相(xiang)當規模的(de)儀器設備供應商,樣機都(dou)支持免(mian)費試用(yong)(yong)。如想了解更多(duo)實驗方案,請持續(xu)關(guan)注安泰(tai)電(dian)子官網hkdyw.cn或撥打029-88865020。
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