I. Вступне резюме свинцево-цирконієвих титанових мішеней
Свинцево-цирконієво-титанові мішені, які зазвичай називають матеріалами PZT, є синтезованими керамічними матеріалами зі свинцю, цирконію, титану та деяких інших елементів за допомогою спеціальної процедури. Цей матеріал має численні п’єзоелектричні, сегнетоелектричні та діелектричні властивості. Матеріали PZT піддаються механічній деформації під час дії електричного поля. Він знаходить застосування в п'єзоелектричних керамічних елементах, гідролокаторах, ультразвукових пристроях і п'єзоелектричних датчиках. Як і в інших технологіях, чистота матеріалу та постійність продуктивності, особливо у високо-додатках, зміщує свинцеві цирконієво-титанові мішені в центр уваги галузі. Ці матеріали тепер доступні з чистотою 99,99%.
II. Параметри ефективності мішеней із титанату свинцю з високою{2}}чистотою 99,99%
Такі фактори, як чистота, щільність, компактність, а також п'єзоелектричний коефіцієнт вимагають ретельного контролю для забезпечення надійної та стабільної роботи. Ось деякі з найважливіших характеристик ефективності цього типу цілей.
1. Чистота: досягнення 99,99% призводить до надзвичайно низького вмісту домішок, що допомагає мінімізувати їхню ставку на продуктивність кераміки. Ці домішки включають оксид свинцю, оксид цирконію та оксид титану, а також деякі елементарні домішки. Покращена стабільність супроводжується підвищеною чистотою.
2. Щільність: значення, близьке до теоретичної щільності, становить приблизно 7,8–8,0 г/см³, у межах якого знаходяться значення п’єзоелектричних характеристик і механічної міцності.
3. Щільність: критичним значенням, яке зазвичай перевищує 98% і є найбільшою внутрішньою пористістю кераміки, є компактність кераміки. Кращі механічні та електричні властивості кераміки ще більше корелюють із покращеною міцністю.
4. Розмір частинок у межах кількох мікрон: впливає на однорідну структуру кераміки, покращує зменшення дефектів і покращує структурну послідовність разом із повторюваністю продуктивності системи.
5. Коефіцієнт п’єзоелектричності: від 300 до 600 піко-Кулонів/Ньютон залежно від конкретного складу та використовуваної техніки обробки.
6. Сегнетоелектричні властивості: вони включають силу поляризації та залишкову поляризацію, що гарантує, що здатність системи повернутися до рівноваги є надійною та стабільною під час тривалого впливу електричного поля.
7. Теплові властивості: такі як коефіцієнт теплового розширення та температура Кюрі, гарантують, що технологічно корисна стабільність продуктивності буде підтримуватися в широкому діапазоні коливань температури.
Налаштування та модифікація цих параметрів не тільки гарантує основні характеристики матеріалу, але також має вирішальне значення для того, як очікується, що матеріал функціонуватиме в певних застосуваннях.
III. Процес підготовки та контроль якості
Етапи підготовки -свинцево-цирконієвих титанових мішеней високої чистоти включають складний виробничий процес, який починається з вибору -свинцево-цирконієвого цирконію з титаном, а також послідовності інших розроблених кроків, таких як дозування, змішування, спікання, подрібнення та формування. Кожен із цих кроків необхідно контролювати, а вони, у свою чергу, впливатимуть на процес, чистоту та кінцевий продукт.
1. Сировина: високо{1}}свинець і цирконій
2. Уникнення надлишку та занадто великого дефіциту під час рівномірного змішування матеріалів.
3. Досягнення повного злиття керамічних частинок і створення щільного керамічного тіла передбачає використання високо-техніки спікання.
4. Процеси спікання та формування після спікання взаємопов’язані. Кераміку спочатку спікають, потім для отримання точного розміру каркаса і гладкої поверхні її піддають пресуванню або ізостатичному формуванню.
5. Подальші процеси включають термічну обробку або низько{1}}температурну обробку поверхні. Вони спрямовані на створення гладкої зовнішньої поверхні з одночасною термостабілізацією матеріалу.
Протягом усього виробничого циклу застосовуються процеси контролю якості. Щоб перевірити чистоту кристалографічної структури, використовується рентгенівська дифракція (XRD). Частинки та пори, а також електричні функції матеріалу (п’єзоелектричні та сегнетоелектричні) перевіряються за допомогою випробувань електричних характеристик, які виконуються на SEM.
IV. Ефективність застосування цілей TZT
Свинцеві цирконієво-титанові мішені з чистотою цирконію та титану 99,99% демонструють стабільну продуктивність у всіх практичних застосуваннях. Це результат високої щільності мішеней, однорідної зернистої структури та суворих стандартів обробки.
У мікроелектроніці з цими цільовими матеріалами отримані п’єзоелектричні тонкі плівки досить однорідні, що покращує продуктивність багато{0}}чипових пристроїв. Крім того, стабільні властивості свинцево-цирконієвих титанових мішеней забезпечують чутливість і точність вимірювань в акустичних пристроях. Ці свинцево-цирконієво-титанові мішені також використовуються для ультразвукової обробки зображень, промислового контролю та ряду інших застосувань.
Високий рівень чистоти Zr і Ti в матеріалах призводить до дуже низького рівня забруднення, що дозволяє матеріалам зберігати свої теплові та електричні властивості протягом довшого періоду часу. Це мінімізує потреби в обслуговуванні та заміні. Це корисно у випадку високо-точних інструментів і систем, які призначені для тривалої роботи.
