原材料中含有各种各样的杂质,对压电陶瓷元件的不同型号,配方的作用和影响也各不相同。压电陶瓷微位移器是近年来发展起来的新型微位移器件,它具有体积小、重量轻、精度和分辨率高、频响高、出力大等优点,在光学、电子、航天航空、机械制造、生物工程、机器人等技术领域得到了广泛应用,而且日益受到重视。所以应区别对待,对具体情况需具体分析。对产品性能和工艺过程敏感的原料应选择较高的纯度;与原料的化学性质相近,能形成置换式固溶体的杂质的含量可以略高;对那些能使晶格发生严重畸变的杂质,或者能在晶体中产生自由电子和空穴的“施主杂质”和“受主杂质”以及变价过渡元素{SiO2}的含量必须严格控制,有时这类杂质即使只有0.1wt%就会使物理性能严重恶化而完全失去使用阶值。如K+,Na+,等卤族元素将使铁电,压电陶瓷材料的绝缘电阻显著降低,使极化时容易击穿,损耗增大,介电常数和机电耦合系数Kp下降,其总含量控制在0.01%以下。一般来说,在制作PZT压电陶瓷元件中,二氧化钛,二氧化锆可采用工业级材料,它们的纯度均能达到98%以上。实际生产中原材料的主成分含量都是采用化学分析方法测定,杂质含量则常在已有经验基础上采用半定量的光谱分析,必要时也可进行x射线衍射分析和电子探针微区分析。
对不同原材料所含不同杂质的允许量是不同的。这主要根据下述三个因素来决定:
1 杂质的类型 可分为有害与有利两种。当换能器的固有频率与井孔的固有频率接近时,发射换能器发射的声波才能够在井内激发出我或者井比较深时,接收波形的幅度减小,发射能量低,接收灵敏度降低。一类是有害杂质,特别是异价离子,如硼B,碳C,磷P,硫S,AL等。由于它们对制品的绝缘,介电性能产生极大影响,有时既使配料中含量在0.1%以下,影响也很大。因此,要求象这类有害杂质的量越少越好。另一类是有利杂质,对与铅离子Pb2+同属二价或与钛离子Ti4+,锆离子Zr4+同属四价,而离子半径相近,能形成置换固溶体的杂质,如钙Ca2+,锶Sr2+,钡Ba2+,镁Mg2+,锡Sn2+,鉿Hf4+等离子。
以上信息由专业从事压电陶瓷片批发的宇海电子于2025/4/11 3:48:59发布
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