EspañolVistas:80 Autor:Editor del sitio Hora de publicación: 2023-05-10 Origen:Sitio
El material cerámico piezoeléctrico sinterizado a baja temperatura es un material funcional especial con efecto piezoeléctrico y efecto dieléctrico, que puede convertir la energía mecánica en energía eléctrica o convertir la energía eléctrica en energía mecánica. La importancia de estos materiales radica en sus amplias aplicaciones en sensores, dispositivos de radio, vibradores y muchos otros campos.
Material cerámico piezoeléctrico sinterizado a baja temperatura
Los materiales cerámicos piezoeléctricos tradicionales requieren sinterización de alta temperatura para lograr un buen rendimiento, pero esto conducirá a problemas como la contracción del material y la deformación durante la sinterización. El material cerámico piezoeléctrico sinterizado a baja temperatura puede completar el proceso de sinterización a una temperatura relativamente baja (generalmente por debajo de 1000 ° C), evitando así los problemas mencionados anteriormente. Además, el proceso de preparación de materiales cerámicos piezoeléctricos sinterizados a baja temperatura también es más simple, ahorrador de energía y ecológico.
Los componentes principales de los materiales cerámicos piezoeléctricos sinterizados a baja temperatura incluyen titanato de circonio de plomo (PZT), titanato de bario de circonio de plomo (BZT), titanato de plomo de estroncio de plomo (PST), etc. Estos materiales se usan ampliamente en los campos de onda de sonido, onda ultrasónica, sensor de vibración, sensor de presión, metro de flujo y así. Además, también se pueden usar para fabricar micro motores, vibradores, transductores ultrasónicos y otros dispositivos.
La clasificación de materiales cerámicos piezoeléctricos sinterizados a baja temperatura
Composición química
Según la composición química, se puede dividir en PZT, BZT, PSN y otros tipos.
El titanato de circonio de plomo (PZT) es uno de los materiales cerámicos piezoeléctricos sinterizados de baja temperatura más comunes, que tiene un coeficiente piezoeléctrico alto y una buena estabilidad. El titanato de circonato de plomo de bario (BZT) y el titanato de estroncio de plomo (PSN) también se usan ampliamente en dispositivos piezoeléctricos.
De acuerdo con la estructura cristalina y la composición de fase, se puede dividir en tipo de fase monofásica y tipo múltiple.
Los materiales monofásicos se refieren a materiales cerámicos que contienen solo una estructura cristalina, como los materiales PZT puros. El material multifásico incluye dos o más estructuras de cristal, como el material PZT-BT (titanato de bismuto bario).
Según el método de preparación, se puede dividir en el método de reacción de fase sólida, el método SOL-gel, el método de síntesis hidrotérmica, etc.
El método de reacción de estado sólido es un método de preparación tradicional, que generalmente requiere sinterización de alta temperatura para obtener un producto perfecto. El método Sol-Gel es un método de preparación emergente, que puede completar el proceso de sinterización a una temperatura relativamente baja. La síntesis hidrotérmica es un método de uso común para preparar materiales heterogéneos.
Materiales de cerámica piezoeléctricos sinterizados a baja temperatura en comparación con los materiales tradicionales
En comparación con los materiales cerámicos piezoeléctricos sinterizados de alta temperatura tradicionales, los materiales cerámicos piezoeléctricos sinterizados a baja temperatura tienen las siguientes ventajas:
Sinterización de baja temperatura: los materiales cerámicos piezoeléctricos sinterizados de alta temperatura tradicionales requieren un proceso de sinterización a largo plazo a alta temperatura, lo que conduce fácilmente a problemas como la contracción y la deformación del material. El material cerámico piezoeléctrico sinterizado a baja temperatura puede completar el proceso de sinterización a una temperatura relativamente baja (generalmente por debajo de 1000 ° C), evitando así los problemas mencionados anteriormente.
El ahorro de energía y la protección del medio ambiente: el proceso de preparación de los materiales cerámicos piezoeléctricos sinterizados tradicionales de alta temperatura consume mucha energía y recursos, y se generarán algunos gases nocivos durante el proceso de sinterización. El proceso de preparación de los materiales cerámicos piezoeléctricos sinterizados a baja temperatura es más ahorrador de energía y ecológico.
La preparación de materiales multifase es simple: la preparación de materiales multifásicos por los materiales cerámicos piezoeléctricos sinterizados de alta temperatura tradicionales requiere un control de temperatura preciso y un flujo de proceso complejo. Los materiales cerámicos piezoeléctricos sinterizados a baja temperatura se pueden preparar mediante un método simple de materiales multifase.
Rendimiento estable: el rendimiento de los materiales cerámicos piezoeléctricos sinterizados a baja temperatura es más estable, y no se ve fácilmente afectado por entornos externos como la temperatura y la atmósfera, por lo que puede usarse en una gama más amplia de aplicaciones.
Sin embargo, los materiales cerámicos piezoeléctricos sinterizados a baja temperatura también tienen desventajas:
Propiedades físicas relativamente débiles: en comparación con los materiales cerámicos piezoeléctricos sinterizados a alta temperatura, las propiedades físicas de los materiales cerámicos piezoeléctricos sinterizados a baja temperatura pueden ser ligeramente peores, lo que pueden limitar su uso en ciertos campos de aplicación.
El proceso de sinterización de baja temperatura aún debe perfeccionarse: dado que el proceso de preparación de los materiales cerámicos piezoeléctricos sinterizados a baja temperatura es relativamente nuevo, debe mejorarse y perfeccionarse aún más para mejorar la calidad y la estabilidad del producto.
Aplicaciones de materiales cerámicos piezoeléctricos sinterizados a baja temperatura
Sensores de vibración: se pueden utilizar materiales cerámicos piezoeléctricos sinterizados a baja temperatura se pueden utilizar para fabricar sensores de vibración, como sensores de vibración para compresores de aire acondicionado automotriz, que pueden medir datos como la frecuencia de vibración e intensidad.
Sensores acústicos: se pueden utilizar materiales cerámicos piezoeléctricos sinterizados a baja temperatura se pueden utilizar para fabricar sensores acústicos, como detectores ultrasónicos y medidores de flujo, que pueden usarse para monitorear la velocidad y el flujo del agua y el flujo de aire.
Sensor de presión: se pueden utilizar materiales cerámicos piezoeléctricos sinterizados a baja temperatura para fabricar sensores de presión, como en equipos médicos, control de producción industrial y otros campos, que pueden medir la presión en tiempo real.
Sistemas microelectromecánicos (MEM): se pueden utilizar materiales cerámicos piezoeléctricos de baja temperatura se pueden utilizar para fabricar sistemas microelectromecánicos (MEM), como acelerómetros, giroscopios, etc. Estos dispositivos se usan ampliamente en teléfonos inteligentes, sistemas de navegación de automóviles y más.
Transductores ultrasónicos: se pueden utilizar materiales cerámicos piezoeléctricos sinterizados a baja temperatura se pueden utilizar para fabricar transductores ultrasónicos, como equipos de imágenes médicas y limpiadores. Estos dispositivos pueden convertir la energía eléctrica en energía mecánica y ondas de sonido, y permitir la detección y procesamiento de sustancias.
