I. Ievada kopsavilkums par svina cirkonija titāna mērķiem
Svina cirkonija titāna mērķi, ko parasti dēvē par PZT materiāliem, ir sintezēti keramikas materiāli no svina, cirkonija, titāna un dažiem citiem elementiem, izmantojot specializētu procedūru. Šim materiālam ir vairākas pjezoelektriskās, feroelektriskās un dielektriskās īpašības. PZT materiāli tiek pakļauti mehāniskai deformācijai, izmantojot elektrisko lauku. Tas atrod pielietojumu pjezoelektriskos keramikas elementos, sonāros, ultraskaņas ierīcēs un pjezoelektriskos sensoros. Tāpat kā ar citām tehnoloģijām, materiāla tīrība un veiktspējas konsekvence, jo īpaši augstākās klases lietojumos, novirza cirkonija titāna mērķus uz nozares fokusu. Šie materiāli tagad ir pieejami ar tīrības pakāpi 99,99%.
II. 99,99% augstas{2}}tīrības svina cirkonija titanāta mērķu veiktspējas parametri
Tādi faktori kā tīrība, blīvums, kompaktums, kā arī pjezoelektriskais koeficients ir rūpīgi jākontrolē, lai nodrošinātu uzticamu un stabilu veiktspēju. Šeit ir norādītas dažas no svarīgākajām šāda veida mērķa veiktspējas funkcijām.
1. Tīrība: sasniedzot 99,99%, tiek iegūts ārkārtīgi zems piemaisījumu daudzums, kas palīdz samazināt to derību par keramikas veiktspēju. Šie piemaisījumi ietver svina oksīdu, cirkonija oksīdu un titāna oksīdu, kā arī dažus elementārus piemaisījumus. Uzlabota stabilitāte ir saistīta ar paaugstinātu tīrību.
2. Blīvums: vērtība, kas ir tuvu teorētiskajam blīvumam, ir aptuveni 7,8 līdz 8,0 g/cm³, šajā diapazonā pjezoelektriskās veiktspējas un mehāniskās izturības vērtība.
3. Blīvums: Keramikas kompaktums ir kritiskā vērtība, kas parasti pārsniedz 98% un ir tikpat liela kā keramikas iekšējā porainība. Labākas keramikas mehāniskās un elektriskās īpašības ir vēl vairāk saistītas ar uzlabotu izturību.
4. Daļiņu izmērs dažu mikronu robežās: ietekmē vienmērīgu keramikas struktūru, uzlabo defektu samazināšanu un struktūras konsistenci, kā arī sistēmas veiktspējas atkārtojamību.
5. Pjezoelektriskais koeficients: no 300 līdz 600 piko-kuloniem/ņūtoniem atkarībā no konkrētās formulas un izmantotās apstrādes tehnikas.
6. Ferroelektriskās īpašības: tās ietver polarizācijas stiprumu un atlikušo polarizāciju, nodrošinot, ka sistēmas spēja atgriezties līdzsvarā ir uzticama un stabila ilgstošas elektriskā lauka iedarbības laikā.
7. Termiskās īpašības: piemēram, termiskās izplešanās koeficients un Kirī temperatūra nodrošina tehnoloģiski lietderīgās veiktspējas stabilitātes saglabāšanu plašā temperatūras izmaiņu diapazonā.
Šo parametru pielāgošana un modificēšana ne tikai garantē materiāla būtiskās īpašības, bet arī ir ļoti svarīga, lai noteiktu, kā materiāls darbosies noteiktos lietojumos.
III. Sagatavošanas process un kvalitātes kontrole
Augstas-tīrības svina cirkonija titāna mērķu sagatavošanas posmi ietver sarežģītu ražošanas procesu, kas sākas ar augstas-tīrības pakāpes svina cirkonija ar titānu atlasi, kā arī citu izstrādātu darbību secību, piemēram, proporciju sadalīšanu, sajaukšanu, saķepināšanu, slīpēšanu un formēšanu. Katrs no šiem posmiem ir jākontrolē, un tie savukārt ietekmēs procesu, tīrību un galaproduktu.
1. Izejviela: augstas-tīrības pakāpes svins un cirkonijs
2. Izvairīšanās no pārāk liela pārpalikuma un pārāk liela deficīta vienmērīgas materiālu sajaukšanas laikā.
3. Lai panāktu pilnīgu keramikas daļiņu saplūšanu un izveidotu blīvu keramikas korpusu, tiek izmantota augstas temperatūras saķepināšanas tehnika.
4. Saķepināšanas un pēc-saķepināšanas formēšanas procesi ir savstarpēji saistīti. Keramika vispirms tiek saķepināta, pēc tam, lai iegūtu izmēru precīzu karkasu un gludu virsmu, to pakļauj presēšanai vai izostatiskajai formēšanai.
5. Papildu procesi ietver termisko apstrādi vai zemas temperatūras apstrādi. To mērķis ir radīt gludu ārpusi, vienlaikus termiski stabilizējot materiālu.
Visa ražošanas cikla laikā tiek piemēroti kvalitātes kontroles procesi. Lai pārbaudītu kristalogrāfiskās struktūras tīrību, tiek izmantota rentgenstaru difrakcija (XRD). Daļiņas un poras, kā arī materiāla elektriskās funkcijas (pjezoelektriskās un feroelektriskās) tiek apstiprinātas, izmantojot elektriskās veiktspējas testus, kas tiek veikti SEM.
IV. TZT mērķu lietojumprogrammu veiktspēja
Svina cirkonija titāna mērķi ar cirkonija un titāna tīrību 99,99% uzrāda stabilu veiktspēju visos praktiskajos lietojumos. Tas ir rezultāts mērķa augstajam blīvumam, vienmērīgai graudu struktūrai un stingriem apstrādes standartiem.
Mikroelektronikā ar šiem mērķa materiāliem iegūtās pjezoelektriskās plānās kārtiņas ir samērā viendabīgas, kas uzlabo veiktspēju vairāku mikroshēmu ierīcēs. Turklāt svina cirkonija titāna mērķu stabilās īpašības nodrošina akustisko ierīču mērījumu jutīgumu un precizitāti. Šie svina cirkonija titāna mērķi tiek izmantoti arī ultraskaņas attēlveidošanā, rūpnieciskajā pārbaudē un vairākos citos lietojumos.
Augstie Zr un Ti tīrības līmeņi materiālos rada ļoti zemu piesārņojuma līmeni, kas ļauj materiāliem ilgāk saglabāt savas termiskās un elektriskās īpašības. Tas samazina apkopes un nomaiņas vajadzības. Tas ir noderīgi augstas-precizitātes instrumentu un sistēmu gadījumā, kas paredzētas ilgstošai darbībai.
