I. Úvodní shrnutí terčů z olovnatého zirkonia a titanu
Olověné terče zirkonia a titanu, běžně označované jako materiály PZT, jsou syntetizované keramické materiály z olova, zirkonia, titanu a některých dalších prvků pomocí specializovaného postupu. Tento materiál má několik piezoelektrických, feroelektrických a dielektrických vlastností. Materiály PZT podléhají mechanické deformaci při použití elektrického pole. Nachází uplatnění v piezoelektrických keramických prvcích, sonarech, ultrazvukových zařízeních a piezoelektrických senzorech. Stejně jako u jiných technologií posouvá čistota a konzistence výkonu materiálu, zejména ve špičkových- aplikacích, cíle z olovnatého zirkonia a titanu do středu zájmu tohoto odvětví. Tyto materiály jsou nyní dostupné s čistotou 99,99 %.
II. Parametry výkonu cíle 99,99 % vysoká-čistota olovnatého titaničitanu zirkoničitého
Faktory jako čistota, hustota, kompaktnost a také piezoelektrický koeficient vyžadují důkladnou kontrolu, aby byl zajištěn spolehlivý a stabilní výkon. Zde jsou některé z nejdůležitějších výkonnostních funkcí tohoto typu cíle.
1. Čistota: Dosažení 99,99 % vede k extrémně nízkému obsahu nečistot, což pomáhá minimalizovat jejich sázku na výkon keramiky. Mezi tyto nečistoty patří oxid olovnatý, oxid zirkoničitý a oxid titaničitý spolu s některými elementárními nečistotami. Zlepšená stabilita doprovází zvýšenou čistotu.
2. Hustota: Hodnota blízká teoretické hustotě je asi 7,8 až 8,0 g/cm³, v tomto rozmezí je hodnota piezoelektrického výkonu a mechanické pevnosti.
3. Hustota: Kritická hodnota, která je typicky překračována 98 % a je co největší vnitřní poréznost keramiky, je kompaktnost keramiky. Lepší mechanické a elektrické vlastnosti keramiky dále korelují se zlepšenou pevností.
4. Velikost částic do několika mikronů: Ovlivňuje jednotnou strukturu v keramice, zlepšuje redukci defektů a zlepšuje strukturální konzistenci spolu s opakovatelností výkonu systému.
5. Piezoelektrický koeficient: 300 až 600 pico-Coulombů/Newtonů v závislosti na konkrétním složení a použité technice zpracování.
6. Feroelektrické vlastnosti: Patří sem silné polarizace a zbytková polarizace, které zajišťují, že schopnost systému vrátit se do rovnováhy je spolehlivá a stabilní během trvalého vystavení elektrickému poli.
7. Tepelné vlastnosti: Například koeficient tepelné roztažnosti a Curieova teplota zajišťují, že technologicky užitečná stabilita výkonu bude zachována v širokém rozsahu teplotních změn.
Přizpůsobení a modifikace těchto parametrů nejenže zaručí základní vlastnosti materiálu, ale je také rozhodující pro to, jak se očekává, že materiál bude fungovat v určitých aplikacích.
III. Proces přípravy a kontrola kvality
Kroky přípravy vysoce čistých olovnatých zirkoniových terčů s titanem zahrnují složitý výrobní proces, který začíná výběrem vysoce čistého olovnatého zirkonia s titanem o vysoké -čistotě a také sled dalších navržených kroků, jako je dávkování, míchání, slinování, mletí a lisování. Každý z těchto kroků musí být kontrolován a ty zase ovlivní proces, čistotu a konečný produkt.
1. Surovina: olovo vysoké{1}}čistoty a zirkonium
2. Vyhýbání se příliš velkému přebytku a přílišnému nedostatku během rovnoměrného míchání materiálů.
3. Dosažení úplného splynutí keramických částic a vytvoření hustého keramického tělesa zahrnuje techniku vysokoteplotního slinování.
4. Procesy slinování a tvarování po-slinování jsou vzájemně propojené. Keramika se nejprve slinuje, pak se pro dosažení rozměrově přesné konstrukce a hladkého povrchu podrobí lisování nebo izostatickému lisování.
5. Mezi další procesy patří tepelné zpracování nebo nízkoteplotní{1}}dokončování povrchu. Ty jsou zaměřeny na vytvoření hladkého exteriéru a zároveň tepelnou stabilizaci materiálu.
Během celého výrobního cyklu jsou uplatňovány procesy kontroly kvality. Pro kontrolu čistoty krystalografické struktury se používá rentgenová difrakce (XRD). Částice a póry, stejně jako elektrické funkce materiálu (piezoelektrické a feroelektrické), jsou ověřeny pomocí testů elektrického výkonu, které se provádějí v SEM.
IV. Aplikační výkonnost cílů TZT
Olověné terče ze zirkonia a titanu s čistotou zirkonia a titanu 99,99 % vykazují stabilní výkon ve všech praktických aplikacích. To je výsledkem vysoké hustoty terčů, jednotné struktury zrna a přísných standardů zpracování.
V mikroelektronice jsou s těmito cílovými materiály výsledné piezoelektrické tenké vrstvy přiměřeně jednotné, což zvyšuje výkon na vícečipových zařízeních. Stabilní vlastnosti olověných terčíků zirkon a titan dále zajišťují citlivost a přesnost měření v akustických zařízeních. Tyto terče z olovnatého zirkonu a titanu se také používají při ultrazvukovém zobrazování, průmyslové kontrole a řadě dalších aplikací.
Vysoká úroveň čistoty Zr a Ti v materiálech vede k velmi nízké úrovni kontaminace, což umožňuje materiálům zachovat si své tepelné a elektrické vlastnosti po delší dobu. To minimalizuje potřebu údržby a výměny. To je výhodné v případě vysoce přesných{2}}přístrojů a systémů, které mají fungovat po dlouhou dobu.
