Ceramic Piezo: Khám phá đa dạng về vật liệu thử nghiệm D33 chính xác ZJ-3 với quy trình đúc

Thiết kế Lô: B7-08

Từ khóa: thử nghiệm D33 chính xác, PZT, Phân cực, dây điện giật

Ceramic Piezo, như một nhánh quan trọng của gốm điện tử, là một vật liệu gốm chức năng cho phép chuyển đổi lẫn nhau giữa năng lượng cơ học và điện. Hiệu ứng áp điện nghịch đảo tích cực độc đáo của nó làm cho nó đóng một vai trò quan trọng trong một số lĩnh vực như cảm biến áp điện, trình điều khiển, đầu dò siêu âm, bộ rung áp điện và bộ lọc. Hiện nay, gốm Piezo chủ yếu sử dụng các dung dịch rắn như chì zirconi titanate (PZT), chì niobium magnesat và các dung dịch rắn khác làm nguyên liệu thô. Các vật liệu này, mặc dù có độ giòn đáng kể, có thể được chuẩn bị đơn giản bằng phương pháp ép khô, phương pháp đẳng tĩnh, phương pháp cán màng, phương pháp đúc và các quá trình đúc khác. Các công cụ chính thống và đáng tin cậy trên thị trường hiện nay: ZJ-3 chính xác D33 Tester (bởi Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc&Seiko Zhichuang, chức năngD31 Block Body Fixture, D15 Block Body Fixture, D15 Vòng ống Fixture, D31 Block Body Fixture, Phim Stretch Fixture (Mới), Common Facial Electrode Function (Mới)Thiết bị phân cực áp điện loại PZT-JH10/4 (10KV, 4 kênh), Thiết bị phân cực hợp chất áp điện loại PZT-JH30/1 (màng+khối+không khí+dầu silicone), Thiết bị kiểm tra sắt loại FE-5000 (màng+khối+nhiệt độ thay đổi+bàn thăm dò), Máy phân tích trở kháng áp điện loại JKZC-03A, bao gồm các thiết bị hoàn chỉnh.

Tuy nhiên, với những tiến bộ liên tục trong hiệu suất thiết bị và ứng dụng thực tế, thiết kế cấu trúc của gốm áp điện trở nên phức tạp và chính xác hơn, và các phương pháp đúc thông thường đã khó đáp ứng những nhu cầu mới này. Do đó, làm thế nào để chuẩn bị hiệu quả gốm áp điện với cấu trúc phức tạp đã trở thành trọng tâm chung của các nhà khoa học hiện nay.

1. Nguyên tắc và quy trình chuẩn bị gốm Piezo

Hiệu ứng áp điện của gốm Piezo bắt nguồn từ sự khác biệt trong phân phối điện tích của các tinh thể gốm so với độ dẫn của các điện cực. Trong trạng thái tự nhiên, các tinh thể gốm xuất hiện trung tính điện. Tuy nhiên, khi gốm áp điện bị căng thẳng cơ học hoặc áp suất, các biến dạng nhỏ xảy ra trong cấu trúc tinh thể của nó, dẫn đến phân phối điện tích dương và âm không đồng đều, do đó tạo ra điện trường. Điện trường này sau đó được thu thập hiệu quả bởi các điện cực và được sử dụng bởi các mạch bên ngoài. Do đó, các tinh thể gốm và điện cực có thể được coi là thành phần cốt lõi của gốm áp điện. Quá trình chuẩn bị của nó bao gồm bốn bước quan trọng trong sản xuất phôi gốm, thiêu kết, áp dụng điện cực và xử lý phân cực.

2. Nguyên tắc của hiệu ứng áp điện

Hiệu ứng Piezo là nguyên tắc cốt lõi của gốm Piezo. Khi gốm áp điện bị tác động bởi các lực bên ngoài, chẳng hạn như căng thẳng cơ học hoặc áp suất, cấu trúc tinh thể của nó trải qua những biến dạng nhỏ dẫn đến việc phân phối lại điện tích dương và âm trong tinh thể, dẫn đến điện trường. Điện trường này có thể được các điện cực nắm bắt hiệu quả và xuất ra các mạch bên ngoài để thực hiện chuyển đổi và sử dụng năng lượng.

★ Sử dụng thiết bị kiểm tra chính:

Hiện nay, quốc gia của chúng tôi ngày càng chú ý đến việc kiểm tra vật liệu, nhiều đơn vị và các tổ chức nghiên cứu khoa học có vấn đề lớn trong việc sàng lọc sản phẩm, nhưng vật liệu thử nghiệm thực sự cần phải chọn một sản phẩm thử nghiệm chính xác và đáng tin cậy, do đó, kết quả thử nghiệm và nghiên cứu của riêng bạn sẽ mang lại một vai trò lớn, mang lại một vai trò hướng dẫn tuyệt vời cho sản xuất của chúng tôi.

ZJ-3 loại Piezo Tester (đo hệ số áp điện d33), PVDF Piezo Film Tester
Từ khóa: Piezo, Vật liệu gốm, Polymer, d33/d15

I. Giới thiệu sản phẩm:

ZJ-3 loại Piezo Tester (đo hệ số áp điện tĩnh d33) là một dụng cụ đặc biệt được thiết kế để đo hằng số d33 của vật liệu áp điện, nó có thể được sử dụng để đo gốm áp điện với hằng số áp điện lớn, đơn tinh thể áp điện nhỏ và vật liệu polymer áp điện. Ngoài ra, nó cũng có thể đo hằng số Piezo d'33 tương đương với các tinh thể đơn Piezo theo bất kỳ hướng nào và một số bộ phận điện áp, phạm vi đo rộng của dụng cụ, độ phân giải tốt, độ tin cậy cao, hoạt động đơn giản, không có yêu cầu đặc biệt về kích thước và hình dạng của mẫu vật, tấm tròn, vòng tròn, ống tròn, khối vuông, dải dài, hình trụ và vỏ bán cầu có thể được đo, kết quả đo và độ phân cực được hiển thị trực tiếp trên bảng điều khiển ba chữ số bán kỹ thuật số. ZJ-3 loại tăng bảo vệ xả của các thành phần được thử nghiệm, tín hiệu xả và đầu ra dạng sóng được thử nghiệm và các chức năng khác, do đó thiết bị đo các thành phần áp điện không xả (đặc biệt là kích thước lớn hơn) có tín hiệu xả điện áp cao và chức năng bảo vệ. Thiết bị này là một thiết bị tham gia vào sản xuất vật liệu áp điện và các thành phần áp điện, ứng dụng và nghiên cứu.

Thứ hai, các lĩnh vực ứng dụng chính: kiểm tra siêu âm không phá hủy, kiểm tra siêu âm y tế, hàng không vũ trụ, khí tự nhiên dầu, Internet of Things ô tô, công nghiệp, chương trình tiêu dùng, v.v.

III. Tiêu chuẩn tham khảo:
GB3389.4-82 "Phương pháp kiểm tra tính chất vật liệu gốm Piezo Thử nghiệm tĩnh của hằng số căng thẳng Piezo d33 theo chiều dọc"

GB/T3389.5-1995 "Phương pháp kiểm tra tính chất vật liệu gốm Piezo Độ dày đĩa Chế độ rung kính thiên văn"

GB000? Tj1.1/T3389.4-1982 "Phương pháp kiểm tra tính chất vật liệu gốm Piezo Phương pháp kiểm tra chiều dài cột Chế độ rung kính thiên văn theo chiều dọc"

GB/T 3389.7-1986 "Phương pháp kiểm tra tính chất vật liệu gốm áp điện Thử nghiệm tính chất điện môi trường mạnh"

GB/T3389.8-1986 "Thử nghiệm hệ số giải phóng nhiệt của phương pháp kiểm tra tính chất vật liệu gốm Piezo"
IV. Chức năng chính của sản phẩm:

＊ Đo hằng số d33 của vật liệu áp điện khối

* Đo gốm áp điện với hằng số áp điện lớn

＊ Vật liệu polymer áp điện đơn tinh thể và áp điện để đo hằng số áp điện nhỏ

＊ Đo hằng số Piezo d'33 tương đương với các tinh thể đơn áp điện theo bất kỳ hướng nào và một số bộ phận áp điện

＊ Đo vật liệu màng tức là vật liệu màng như PVDF d33 hằng số

V. Các chỉ số kỹ thuật chính

d33 Phạm vi đo:

★ × 1 stop: 10 đến 2000pC/N, 20 đến 4000pC/N, có thể nâng cấp lên 10000PC/N.
★ × 0,1 stop: 1 đến 200pC/N, 2 đến 400pC/N.

★ Có thể phù hợp với PZT-JH10/4/8/12 loại áp điện phân cực thiết bị sử dụng

★ Có thể phù hợp với máy tính bảng điện áp ZJ-D33-YP15
Lỗi: × 1 stop: ± 2% ± 1 số khi d33 ở 100 đến 4000pC/N;

D31 Block Body Fixture, D15 Block Body Fixture, D15 Vòng ống Fixture, D31 Block Body Fixture, Phim Stretch Fixture (Mới), Common Facial Electrode Function (Mới)

★ Đo kích thước mẫu tiêu chuẩn đánh dấu: 18mm * 0.8mm, thời gian lão hóa: 2-3 năm (một trong những căn cứ quan trọng để đánh giá hiệu suất chính xác của máy đo áp điện)
± 5% ± 1 số khi d33 ở 10 đến 200pC/N;
× 0,1 stop: ± 2% ± 1 số (khi d33 ở 10 đến 200pC/N)
± 5% ± 1 số khi d33 ở mức 10 đến 20pC/N.
Độ phân giải: × 1 stop: 1 pC/N; × 0,1 stop: 0,1 pC/N.
Kích thước: Thiết bị ứng dụng: Φ110 × 140mm; Cơ thể dụng cụ: 240 × 200 × 80mm.
Trọng lượng: thiết bị áp lực: khoảng 4 kg;
Thân máy: 2 kg.
Nguồn điện: 220 volt, 50 hertz, 20 watt.

★ Thông số bổ sung:

3. Chuẩn bị phôi

Chuẩn bị phôi là khâu then chốt trong sản xuất gốm áp điện. Về lựa chọn nguyên liệu, hiện tại chủ yếu sử dụng hệ thống chì zirconi titanate (PZT), đồng thời cũng có cơ sở bari titanate (BTO), cơ sở natri bismuth titanate (NBT), cơ sở natri kali niobite (KNN) và các hệ thống không chì khác để lựa chọn. Tỷ lệ phân phối nguyên liệu trong các hệ thống này có thể được điều chỉnh linh hoạt theo nhu cầu thực tế để đảm bảo hiệu suất của sản phẩm cuối cùng đáp ứng yêu cầu. Sau khi hoàn thành tỷ lệ phân phối nguyên liệu, nó cần phải được làm thành bùn đồng đều và tinh tế, sau đó thông qua quá trình hình thành thích hợp, bùn sẽ được đúc thành phôi gốm có hình dạng mong muốn.

4, thiêu kết

Thiêu kết là một liên kết quan trọng khác trong sản xuất gốm áp điện. Nó liên quan đến việc sắp xếp lại và tiếp cận các hạt nhằm thúc đẩy sự dày đặc của vật liệu và sự phát triển của các hạt. Nếu nhiệt độ thiêu kết quá cao, nó có thể dẫn đến sự phát triển bất thường của hạt gốm hoặc cấu trúc mô không đồng đều, ngược lại, nhiệt độ thiêu kết quá thấp sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển của hạt. Tất cả các yếu tố này có thể ảnh hưởng xấu đến tính chất áp điện và tính chất cơ học của các yếu tố gốm áp điện.

Giai đoạn đầu (giai đoạn liên kết hạt, trước 1050 ℃)

Giai đoạn giữa (giai đoạn tăng trưởng hạt, 1050-1200 ℃)

Giai đoạn cuối cùng (giai đoạn điều chỉnh hạt, nhiệt độ thiêu kết tối ưu 1200 ℃)

5, sản xuất điện cực trên

Trong quá trình sản xuất gốm áp điện, việc sản xuất các điện cực trên là một bước. Điều này liên quan đến việc phủ một lớp vật liệu dẫn điện trên bề mặt gốm, thường là các kim loại như Cu, Ag, Ni, Au, được thực hiện bằng các kỹ thuật như thiêu chảy, lắng đọng hóa học hoặc sơn chân không. Liên kết này là rất quan trọng để đảm bảo rằng các yếu tố gốm áp điện có độ dẫn và hiệu suất tuyệt vời.

6, Xử lý phân cực

Trong quá trình sản xuất gốm áp điện, phân cực là một bước quan trọng. Mặc dù các hạt bên trong gốm có đặc tính phân cực tự phát, tức là sắt điện, định hướng của các miền điện phân cực tự phát của chúng là ngẫu nhiên, dẫn đến cường độ phân cực không được thể hiện trên vĩ mô. Do đó, sau khi các thành phần gốm áp điện được sản xuất, chúng phải trải qua quá trình phân cực để hiển thị hiệu ứng áp điện. Quá trình này được thực hiện bằng cách áp dụng một điện trường DC cao áp, trong đó các tên miền được sắp xếp theo hướng theo một hướng cụ thể. Điều quan trọng cần lưu ý là ngay cả sau khi loại bỏ điện trường, trạng thái sắp xếp định hướng này vẫn được bảo tồn phần lớn, do đó mang lại hiệu ứng áp điện gốm.

★ Sử dụng thiết bị phân cực chính:

PZT-JH10/4 Thiết bị phân cực gốm áp điện nhiệt độ cao (1-4 miếng của gốm áp điện dưới 10KV)

Từ khóa: Piezo phân cực, Vật liệu gốm Piezo, 1-4 miếng

Thiết bị phân cực áp điện cao PZT-JH10/4 chủ yếu được sử dụng để xử lý phân cực gốm áp điện hoặc vật liệu áp điện khác dưới 10KV, được sử dụng rộng rãi trong các trường đại học và các đơn vị nghiên cứu và sản xuất tham gia vào nghiên cứu hoặc sản xuất vật liệu áp điện.

Các tính năng chính:

1. Có khả năng phân cực 1-4 mẫu cùng một lúc

Cung cấp ba bộ đồ đạc thử nghiệm (có thể kiểm tra bột, mẫu đơn và mảnh gốm Piezo mỏng)

2. An toàn và đáng tin cậy, bù nhiệt độ nhanh, độ chính xác nhiệt độ không đổi cao

Mỗi đường khi dòng rò rỉ vượt quá giá trị quy định, nó có chức năng bảo vệ cắt, không ảnh hưởng đến sự phân cực của các mẫu khác, các mạch khác có thể hoàn thành phân cực theo thời gian phân cực bình thường.

4. Kích thước mẫu kẹp bất kỳ là loại hình vuông mảnh 3-40mm hoặc mẫu tròn

7, Nguồn điện làm việc: AC220V 50/60HZ

8, Công suất định mức: 2.0kw

9, Kiểm tra phân cực vật liệu Piezo hoặc điện áp kháng: DC: 0-10KV (± 5%+2 từ) điều chỉnh liên tục

10, Tổng số hiện tại: 10mA

11, Cắt hiện tại trên mỗi kênh: 0,5mA

12, thời gian sưởi ấm: có thể được thiết lập tự động

13, yếu tố làm nóng: dây điện trở chất lượng cao

14, Số lượng mẫu thử nghiệm 1 lần: 1-4 mẫu có thể được nạp

15, Nhiệt độ định mức: ≤180 ℃

16, Nhiệt độ tối đa: 200 ℃

17, chế độ kiểm soát nhiệt độ: kiểm soát nhiệt độ không đổi thông minh (bảng nhập khẩu), kiểm soát chương trình nhiều phần

18, mẫu: kích thước mẫu là 3-40mm mảnh vuông hoặc mẫu tròn

19, Kích thước tổng thể: 875 * 470 * 400 (mm)

20, ★ Đầu dò phân cực: điện cực đồng chất lượng cao (0.2mm)

21, ★ mẫu phân cực tiêu chuẩn: 8 miếng (10mm * 1,5mm)

21, ★ Thiết bị hỗ trợ: Có thể đo với máy đo áp điện ZJ-3 và ZJ-6

22, ★ Thiết bị hỗ trợ: có thể cấu hình 10MM, 20mm, 30mm, 40mm kẹp báo chí

1- Thay đổi định hướng điện trước và sau khi phân cực

Trong quá trình phân cực của gốm áp điện, định hướng của các miền điện đã thay đổi đáng kể. Đồ gốm không bị phân cực, định hướng của các miền điện phân cực tự phát là ngẫu nhiên, dẫn đến cường độ phân cực không xuất hiện trên vĩ mô. Tuy nhiên, sau khi xử lý điện trường DC cao áp, sự sắp xếp định hướng của các miền điện xảy ra theo một hướng cụ thể. Mặc dù trạng thái sắp xếp định hướng này được giữ lại phần lớn sau khi loại bỏ điện trường, do đó mang lại hiệu ứng áp điện gốm. Sự thay đổi này rất quan trọng đối với hiệu suất và chức năng của gốm áp điện.

★ Thiết bị chính để kiểm tra vật liệu

Thiết bị kiểm tra sắt điện loại FE-5000

Từ khóa: Dây điện giật, Thiết bị kiểm tra sắt điện, Điện áp, Tần số ,Điện căng thẳng,Đường cong bướm

I. Giới thiệu sản phẩm:

Thiết bị kiểm tra sắt điện loại FE-5000Nó là một thiết bị kiểm tra vật liệu hiệu suất sắt và điện có phạm vi cao, thiết bị này có thể được áp dụng cho màng sắt điện, vật liệu sắt điện (cả vật liệu khối) để đo hiệu suất điện, có thể đo dây điện chậm của màng sắt điện, có thể phát hiện giá trị màng sắt điện với dây điện chậm không đối xứng. Có thể thực hiện kiểm tra căng thẳng điện, có thể có chức năng đường cong bướm, thiết bị cũng có thể mở rộng điện trở nhiệt độ cao, điện môi nhiệt độ cao, đường cong điện dung-điện áp, TSC/TSDC và các chức năng khác. Thiết bị này là một trong những thiết bị quan trọng tham gia vào lĩnh vực sản xuất, ứng dụng và nghiên cứu vật liệu áp điện và các thành phần áp điện, đã được sử dụng rộng rãi trong các trường đại học và viện nghiên cứu.

Hai, chỉ tiêu kỹ thuật chính:

1, Điện áp tín hiệu đầu ra:: ±10 kVChức năng đường cong bướm electrogenic có thể mở rộng

2, nhiệt độ; Nhiệt độ phòng -200 ℃, kiểm soát nhiệt độ chính xác: ± 1 ℃

3, tần số áp dụng điều khiển 0,01 đến 1KHz (gốm, tinh thể đơn, phim) cài đặt tùy chỉnh điều khiển phần mềm cuối PC;

4, Điều khiển đầu ra hiện tại 0 đến ± 50mA liên tục có thể điều chỉnh, phần mềm điều khiển PC-end cài đặt tùy chỉnh.

5, Dải tần số thử nghiệm dây trễ điện động 0,01Hz-5kHz

Thời gian giữ độ rộng mạch tối thiểu là 20us; thời gian tăng tối thiểu là 10us;

Tần số kiểm tra mỏi 500kHz (biên độ 10 Vpp, điện dung tải 1 nF); Tần số mệt mỏi lên đến 5kHz sau khi sử dụng bộ khuếch đại áp suất cao;

9, Tốc độ kiểm tra: Thời gian đo "5 giây/mẫu • Điểm nhiệt độ

10, Thông số kỹ thuật mẫu: Khối Kích thước vật liệu: Đường kính 2-100mm, Độ dày 0,1-10mm

11、Các chức năng chính: Dynamic Electrical Suspension Back DHM, Static Electrical Suspension Back SHM, I-V Đặc tính, Pulse PUND, Mệt mỏi Fatigue, Sốc xuyên sức mạnh BDM, rò rỉ hiện tại LM, Hiện tại thiên vị, Giữ RM,

10. Độ phân giải điện tích không nhỏ hơn 10 mC;

Phạm vi đo dòng rò rỉ: 1pA~20 mA, độ phân giải không thấp hơn 0,1pA;

12, Chế độ điều khiển: Điều khiển thời gian thực của máy tính, hiển thị thời gian thực, tính toán dữ liệu thời gian thực, phân tích và lưu trữ

13, Thu thập phần mềm: Phần mềm thu thập tự động, phân tích có thể tương thích với các phần mềm chính có liên quan khác.

14, Kiểm tra độ chính xác: ± 0,05%

15, Điện áp tích hợp: ± 20V

Module mở rộng：

Dấu Ấn IM

Kiểm tra nhiệt độ THM

Mô-đun POM thực hiện chức năng đo phân cực

Mô-đun CVM thực hiện kiểm tra điện dung tín hiệu nhỏ để có được đường cong C-V

Mô-đun PZM thực hiện kiểm tra đặc tính áp điện

Mô-đun DPM Kiểm tra tính chất điện môi

Mô-đun RTM Kiểm tra hiệu suất kháng/điện trở

Mô-đun CCDM thực hiện kiểm tra sạc và xả điện dung.

7. Công nghệ chuẩn bị gốm Piezo cho cấu trúc phức tạp

Vai trò của gốm áp điện có cấu trúc phức tạp trong các ứng dụng chuyển động và tích hợp đa chiều, chẳng hạn như robot linh hoạt và thiết bị kẹp. Loại gốm này thể hiện hiệu ứng áp điện đa hướng, cho phép kiểm soát chính xác vị trí và lực. Độ dày phân bố không đồng đều của nó, điện trường hoặc căng thẳng cơ học, và các tính năng đa chức năng tích hợp như âm thanh, cơ học, điện và quang học, làm cho nó tỏa sáng trong các cảnh đặc biệt như thấu kính âm thanh, buồng rung hài hòa của ống dẫn sóng. Ngoài ra, gốm áp điện có cấu trúc phức tạp cũng được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng đòi hỏi phải thích ứng với bề mặt hoặc phù hợp chặt chẽ, chẳng hạn như cảm biến cơ thể, thiết bị y sinh và công nghệ đeo được.

1. Robot linh hoạt, ống kính âm thanh, cảm biến cơ thể con người
Khi chuẩn bị gốm áp điện có cấu trúc phức tạp, giai đoạn hình thành khâu chuẩn bị phôi quả thật phải đối mặt với thách thức không nhỏ. Quá trình đúc truyền thống, chẳng hạn như ép khô, ép đẳng tĩnh và đúc đúc, chủ yếu thích hợp cho gốm áp điện với cấu trúc đơn giản. Tuy nhiên, với sự tiến bộ liên tục của công nghệ, một số phương pháp đúc sáng tạo, chẳng hạn như công nghệ đúc không khuôn (sản xuất phụ gia), đúc phun gel, cũng như đúc phun, đã được áp dụng thành công trong việc chuẩn bị gốm áp điện cấu trúc phức tạp. Sự ra đời của các quy trình mới này đã thúc đẩy đáng kể sự phát triển trong các lĩnh vực như robot linh hoạt, thấu kính âm thanh và cảm biến cơ thể con người.

8. Công nghệ đúc khuôn miễn phí

Công nghệ đúc không khuôn của gốm áp điện, còn được gọi là sản xuất phụ gia, là phương pháp đúc có độ chính xác cao trên thị trường hiện nay. Nó chủ yếu dựa vào việc tích lũy hoặc bảo dưỡng vật liệu theo từng lớp sau khi mô hình hóa ba chiều để xây dựng các đối tượng mong muốn, không chỉ hiệu quả hình thành cao mà còn loại bỏ việc sử dụng khuôn, do đó linh hoạt đáp ứng các yêu cầu sản xuất được cá nhân hóa, tích hợp và phức tạp.

9. Công nghệ tạo hình viết thẳng (DIW)

Công nghệ tạo hình viết thẳng, như một loại sản xuất phụ gia, bùn gốm được cấu hình được ép đùn và lắng đọng từng lớp thông qua đầu phun viết thẳng, do đó tạo thành phôi. Công nghệ này không đòi hỏi nhiều về môi trường và thiết bị tương đối đơn giản, với đầu phun thường được điều khiển bằng khí hoặc thiết bị cơ khí mà không cần thêm điều kiện như laser, sưởi ấm hoặc tia cực tím. Do đó, nó có những lợi thế đáng kể như chi phí thấp, hàm lượng rắn cao và mật độ cao, làm cho nó lý tưởng để chuẩn bị gốm áp điện với nhịp dài và cấu trúc nhô ra. Trên thực tế, công nghệ tạo hình viết thẳng đã trở thành phương pháp sản xuất phụ gia trong việc chuẩn bị gốm áp điện. Tuy nhiên, vì công nghệ DIW không thể đạt được thiết kế hỗ trợ, bùn được sử dụng phải có độ đàn hồi nhớt tốt để đảm bảo rằng các sợi liên tục và không có điểm đứt có thể được hình thành dưới tác động cắt của vòi phun, do đó duy trì tính toàn vẹn của cấu trúc.

Ink viết thẳng hình thành PZT gốm thiêu kết phần hiển thị
Thông qua công nghệ tạo hình viết thẳng, sử dụng bùn gốm giống như mực, các bộ phận thiêu kết gốm PZT đã được chuẩn bị thành công. Công nghệ này không chỉ giảm chi phí mà còn cải thiện hiệu quả sản xuất và cung cấp những ý tưởng mới để chuẩn bị gốm áp điện.

10. Công nghệ in phun (LJP)

Công nghệ tạo hình in phun cho phép tạo hình nhanh chóng bằng cách phun mực gốm từng lớp lên tàu sân bay. Trong quá trình này, việc pha trộn bột gốm, chất kết dính và các chất bổ sung hữu cơ khác là rất quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến các tính chất vật lý của mực, chẳng hạn như độ nhớt, sức căng bề mặt, độ dẫn điện, v.v. Ngoài ra, hàm lượng rắn cao hơn và tốc độ sấy khô cũng là chìa khóa để đảm bảo chất lượng đúc. Công nghệ này được ưa chuộng với chi phí thấp và quy trình đơn giản, nhưng chủ yếu phù hợp để chuẩn bị các thành viên gốm áp điện nhỏ và, giống như công nghệ tạo hình viết thẳng, không có khả năng thiết kế các cấu trúc hỗ trợ, do đó hạn chế khả năng in các thành viên phức tạp và khả năng điều khiển cấu trúc.

11. Công nghệ bảo dưỡng ánh sáng

Kỹ thuật tạo hình quang học liên quan đến việc trộn bột gốm với nhựa nhạy sáng có thể chữa được, sau đó được chữa khỏi bằng cách quét UV một phần. Công nghệ này có thể được chia thành công nghệ in li-tô lập thể (SLA) và công nghệ xử lý quang kỹ thuật số (DLP), sau này là công nghệ được phát triển sau này, bùn của nó được bảo dưỡng trong một khu vực nhỏ giữa lớp tạo hình trước đó và đáy của xi lanh vật liệu, điều này có hiệu quả tránh được sự phá hủy của lực cắt bùn có độ nhớt cao do sơn lại scraper trong SLA và cho phép kiểm soát chính xác hơn chiều cao lát. Tuy nhiên, bị giới hạn bởi kích thước của xi lanh hình thành, công nghệ này hiện không thể được sử dụng để chuẩn bị các thành viên gốm áp điện kích thước lớn.

Ưu điểm của công nghệ tạo hình quang học là chu kỳ sản xuất ngắn, chất lượng bề mặt nguyên mẫu tuyệt vời và sản xuất tự động có thể đạt được. Nhưng cũng có những thách thức, chẳng hạn như biến dạng cong vênh có thể xảy ra với nguyên mẫu, chi phí tương đối cao và các vấn đề về độc tính vi mô của nhựa nhạy sáng.

1. Hiển thị ví dụ về gốm áp điện hình thành công nghệ xử lý ánh sáng kỹ thuật số và sự liên kết của nó với vật liệu composite áp điện
Với công nghệ xử lý ánh sáng kỹ thuật số, chúng tôi đã chuẩn bị thành công các thành phần gốm áp điện và nghiên cứu chúng một cách chi tiết. Đồng thời, chúng tôi cũng khám phá các ứng dụng tiềm năng của vật liệu composite áp điện trong quá trình tạo hình xử lý ánh sáng kỹ thuật số.

12. Công nghệ lắng đọng nóng chảy (FDM)

Công nghệ đúc lắng đọng nóng chảy chủ yếu sử dụng hỗn hợp nhựa nhiệt dẻo với bột gốm làm nguyên liệu thô. Quá trình của nó bao gồm làm nóng nguyên liệu thô đến nhiệt độ cao hơn một chút so với điểm nóng chảy, khiến nó trở thành chất lỏng. Sau đó, dưới sự kiểm soát chính xác của máy tính, chất lỏng dần dần được ép đùn và lắng đọng trên tàu sân bay ở phía dưới, thông qua các lớp chồng lên nhau để tạo thành phôi thô, độ chính xác của sản phẩm cuối cùng có thể đạt đến mức milimet.

1. Hình ảnh phần của loại lắng đọng nóng chảy gradient gốm áp điện
Công nghệ đúc lắng đọng nóng chảy được biết đến với quy trình sản xuất dễ dàng, tiết kiệm chi phí và tính linh hoạt trong thiết kế, đồng thời bảo trì thiết bị cũng khá đơn giản. Tuy nhiên, do điểm nóng chảy của vật liệu gốm nói chung là cao, việc đúc trực tiếp bằng quy trình FDM thường không khả thi. Do đó, các hạt gốm thường được trộn với vật liệu nhiệt dẻo để tạo thành một loại tơ được thiết kế đặc biệt để in. Phương pháp ứng dụng này phần nào hạn chế phạm vi vật liệu có thể được sử dụng. Hiện nay, vẫn còn tương đối ít nghiên cứu sử dụng quy trình FDM để chuẩn bị gốm áp điện.

13. Công nghệ ép phun

Quá trình ép phun liên quan đến việc trộn bột đồng đều với chất kết dính theo tỷ lệ cụ thể, sau đó được tiêm vào khoang khuôn với tốc độ nhất định để tạo thành một thân trống. Sau khi tẩy nhờn và thiêu kết nhiệt độ cao, sản phẩm gốm dày đặc có thể thu được. Công nghệ này không chỉ có chu kỳ sản xuất ngắn và thành phẩm đồng nhất, mà còn phù hợp cho sản xuất hàng loạt và hoạt động cũng khá linh hoạt. Nhưng điều quan trọng cần lưu ý là thành phẩm của nó có hàm lượng chất hữu cơ tương đối cao và có thể tạo ra vết nứt trong quá trình tẩy nhờn, ảnh hưởng đến độ dày đặc.

1. Sơ đồ dòng chảy của quá trình ép bột gốm Piezo
Hiện tại, mặc dù công nghệ ép phun đã nhận được sự chú ý rộng rãi trong việc chuẩn bị vật liệu composite áp điện dựa trên chì và mảng áp điện, công nghệ này cũng phù hợp với việc chuẩn bị gốm áp điện không chì. Với những tiến bộ liên tục trong công nghệ, việc đạt được sản xuất hàng loạt gốm Piezo không chì đã trở nên khả thi.

14. Công nghệ khuôn phun gel

Gel tiêm khuôn đúc công nghệ, là một kích thước mới nổi của quá trình đúc kích thước ròng sau khi phun bột và ép phun. Nó kết hợp khéo léo các nguyên tắc hóa học polymer polymer cao với lưu biến học. Cụ thể, trong bùn gốm có hàm lượng pha rắn cao (phân số thể tích đạt trên 50%), độ nhớt thấp (dưới 1Pa · s), nồng độ monome và chất khởi tạo hữu cơ thấp được thêm vào, sau đó đổ. Trong các điều kiện cụ thể, các monome hữu cơ trong bùn sẽ trải qua phản ứng trùng hợp tại chỗ, tạo thành một cấu trúc lưới liên kết chéo vững chắc, thúc đẩy bùn nhanh chóng đông cứng tại chỗ, do đó đạt được định hình tại chỗ của thân phôi gốm. Các sản phẩm gốm sứ mong muốn có sẵn thông qua các bước tiếp theo như phát hành, sấy khô, xả keo (để loại bỏ các chất hữu cơ) và thiêu kết.

1. Ứng dụng công nghệ ép phun gel trong việc chuẩn bị các bộ phận gốm
Với công nghệ đúc khuôn gel, bạn có thể dễ dàng chuẩn bị các bộ phận gốm có hình dạng phức tạp. Công nghệ này phụ thuộc vào bùn gốm ổn định, hàm lượng pha rắn cao và độ nhớt thấp, đây là chìa khóa để đạt được hiệu quả đúc phun tuyệt vời. Hàm lượng pha rắn cao giúp giảm tỷ lệ co ngót khô của thân phôi, do đó giảm nguy cơ biến dạng; Và độ nhớt thấp đảm bảo rằng hệ thống treo có thể lấp đầy khuôn đầy đủ trong quá trình tiêm khuôn, đồng thời cũng có lợi cho việc loại bỏ khí bọc. Bùn ổn định tiếp tục đảm bảo rằng cơ thể trống xuất hiện một cấu trúc vi mô đồng nhất, đặt nền tảng cho việc thu được cuối cùng các sản phẩm hiệu suất cao.

Ưu điểm của công nghệ này là tính đồng nhất tuyệt vời của nó, độ bền của thân phôi cao, quy trình vận hành dễ dàng và khả năng thích ứng với gia công, làm cho nó có thể chuẩn bị gốm áp điện lớn và có cấu trúc phức tạp. Tuy nhiên, công nghệ này cũng có một số thách thức, chẳng hạn như mức độ tự động hóa tương đối thấp và những khó khăn trong quá trình sấy khô.

15. Nút thắt

Với sự thay đổi hàng ngày của khoa học và công nghệ, quá trình đúc gốm áp điện ngày càng phong phú và đang phát triển theo hướng công nghệ đúc nhanh. Tuy nhiên, các quy trình này vẫn phải đối mặt với nhiều thách thức, chẳng hạn như nhu cầu không thể tránh khỏi đối với việc bổ sung các chất hữu cơ như chất kết dính và chất phân tán trong việc chuẩn bị bùn, thường dẫn đến các vấn đề như thời gian tẩy nhờn kéo dài, biến dạng sản phẩm và giảm mật độ và sức mạnh. Do đó, quá trình hình thành gốm sứ kết cấu phức tạp trong tương lai nên được dành riêng để giảm thiểu việc sử dụng các chất hữu cơ trong khi đáp ứng các yêu cầu về chất lượng hình thành để đạt được hiệu suất tốt hơn. Ngoài ra, hiệu suất áp điện của gốm sứ có thể được tăng cường hơn nữa thông qua các phương tiện như sửa đổi pha tạp, tối ưu hóa cấu trúc dệt và ứng dụng vật liệu composite.

1. Lưu Khải, Tôn Sách, Sử Ngọc Thăng đã thảo luận về tình trạng hiện tại và triển vọng tương lai của gốm sứ áp điện chế tạo tăng vật liệu, nội dung liên quan được công bố trên tạp chí "Vật liệu vô cơ học".

2. Tăng Văn Trúc, Trần Yến, Viên Mậu Đản đã tổng hợp toàn diện công nghệ chuẩn bị gốm áp điện kết cấu phức tạp, bài viết được đăng trên tạp chí gốm sứ Trung Quốc.

3. Yan Burwu đã xuất bản một bài báo trong "Proceedings of Instrument Instrument Instrument" và nghiên cứu công nghệ đúc khuôn gel cho gốm áp điện PZT.

4. Liu Chunlin, Qin Shuai, Wu Thuẫn và những người khác đã khám phá các ứng dụng của công nghệ ép phun bột tẩy dầu hòa tan trong nước trong việc chuẩn bị gốm áp điện PLZT và nghiên cứu tính chất áp điện của nó. Các kết quả liên quan đã được công bố trong "Acta silicat".

5. Xie Rui đã tiến hành nghiên cứu hình thành khuôn phun gel mới với mảng gốm PZT cấu trúc tốt tại Đại học Trung Nam.