Fator de qualidade mecânica cerâmica piezoelétrica QM e sua estabilidade de temperatura

O valor do QM de fator de qualidade mecânico caracteriza a energia consumida pelo corpo piezoelétrico para superar o atrito interno durante a ressonância. É definido como: QM = 2π. A energia mecânica armazenada no vibrador durante a ressonância ressoa a energia da perda mecânica do vibrador por semana. O valor do QM do fator reflete a perda mecânica do material piezoelétrico. Quanto menor a perda mecânica, maior o valor do QM. Quando é calcular o valor QM do material, a seguinte fórmula aproximada é usada para o diagrama de circuito equivalente do vibrador piezoelétrico:
QM = 1 / 4π (C0 + C1) R1ΔF,

Onde C0 é a capacitância estática doRod de quartzo de cristal piezocerâmico, R1 é a resistência equivalente da ressonância vibradora, C1 é a capacitância dinâmica do vibrador, e ΔF é a diferença entre a frequência ressonante FR do vibrador e a freqüência antirresonante. Geralmente, o método da linha de transmissão é usado. ΔF, R1, etc. são obtidos e, em seguida, o QM é calculado. Da função de energia livre termodinâmica, a fonte física do valor QM é discutida, e a fórmula é derivada: e o valor Q-1M é verificado experimentalmente para ser proporcional à perda dielétrica. Além disso, no experimento com base nisso, o valor QM é expressado quantitativamente em função da quantidade de carga espacial e a resistividade ao volume, e a fórmula empírica é obtida: QM = (800 lgρ - 7 500) {(PS - PI) / PS - 0. 2} + 250. Onde ρ é a resistividade a granel do material, o PS é o valor de polarização de saturação, e o PI é o valor de polarização determinado no circuito de histerese obtido imediatamente após a aplicação do campo elétrico alternado (PS - PI) / PS é o equivalente e a quantidade de carga espacial. Quando (ps - pi) / ps ≥0. 2, ρ ≥109Ω · cm, é no bom acordo com os resultados experimentais. Teoricamente e experimentalmente, a essência e a caracterização do QM foram realizadas. Discussão aprofundada. Isso nos ajuda a estudar ainda mais o tamanho do QM e sua estabilidade de temperatura.

Medição para melhorar o valor da QM e a estabilidade da temperatura

Modificação doping
Além de alterar a proporção de sistemas binários, ternários e quaternários, o valor QM dePizt material piezo cerâmico discoPode ser melhorado em certa medida, e doping no componente principal do material pode melhorar ainda mais as propriedades do material, incluindo a magnitude e a estabilidade da temperatura do valor QM. No estudo das propriedades piezoelétricas de materiais dura de PZT por doping manganês, descobriu-se que MN pode ajustar o valor QM devido à mudança de valência em MN. Além disso, no sistema Quaternário PB (MG1 / 3NB2 / 3) (Mn1 / 3NB2 / 3) O material piezoelétrico TIZRO3 é dopado com uma certa quantidade de CEO2, e o desvio relativo máximo de QM pode ser obtido na faixa de -20 -55 ° C (relativo ao valor QM a 25 ° C) | Δ (QM) M | diminui de 42% para 33%; O deslocamento relativo máximo de uma determinada formulação é quase inalterado quando o SR está dopado. Doping em PB (MN1 / 3SB2 / 3) O3 Materiais Sn melhora a estabilidade de baixa temperatura do QM. Existem dois argumentos para doping que explicam a estabilidade da temperatura do QM. Diz-se que a deterioração das propriedades elétricas dos materiais piezoelétricos é muitas vezes devido a microfrochos dentro do material. Causada pelo crescimento. Após o doping para entrar na treliça de cristal, é gerado estresse compressivo interno, o que inibe o crescimento de mictronços em certa medida. A fim de evitar o aumento da resistência à ressonância do material e garantir a estabilidade da temperatura do QM. Outra maneira de dizer que a estrutura do material de mudança de doping inclui tamanho de grão, condição limite de grãos, constante de treliça, densidade, etc., resultando em propriedades físicas macroscópicas. melhorando assim a variação de temperatura do valor QM. Geralmente adicionando aditivos duros, como UE, YB, AL2O3, MGO, etc. para aumentar o valor da QM; Ao adicionar aditivos suaves, como NB2O5, LA2O3, TA2O5, etc., menor o valor QM, e a estabilidade da temperatura do valor QM é melhor que doping duro.

Processo otimizado
O processo de preparação de materiais cerâmicos piezo, especialmente a preparação, calcinação, sinterização e polarização artificial de pós, afeta diretamente a densidade, tamanho de grão e propriedades piezoelétricas das amostras. Atualmente, a temperatura da QM é melhorada do processo de preparação. Existem certas dificuldades, mas o tamanho do QM é ajustado a partir do processo de preparação. Muitos pesquisadores estão envolvidos. Por exemplo, CR3 + ION DOPED PB (MN1 / 3NB2 / 3) TIZRO3 cerâmica são muito sensíveis à temperatura de sinterização, quando a temperatura de sinterização é aumentada, as propriedades piezoelétricas são endurimentadas. Portanto, o valor QM pode ser controlado por flexibilidade, alterando a temperatura de sinterização. Kawasaki compara o doping com a preparação convencional em pó por dopagem por injeção térmica. É discutido que alguns íons de impureza, como fe3 + aumentarão o valor do QM pelo método de injeção térmica, enquanto alguns íons como cr3 + reduzem o valor QM. O processo é otimizado para preparar o material cerâmico com excelente desempenho, que é ajustar o valor QM.

Teoricamente, a relação material e a modificação de doping são estudadas. Na prática, a melhoria do processo é ajustar o valor QM do material cerâmico piezoelétrico e melhorar a estabilidade da temperatura, para que o material cerâmico piezoelétrico possa ser mais amplamente obtido. Um método eficaz de aplicação.