Pneumokeramik: Präzisionsprüfer ZJ-3 D33 Untersuchung vielfältiger Materialien und Formverfahren

Datenzusammenstellung: Beijing Surgical Intelligent Technology Development Co., Ltd.

Schlüsselwörter: Präzisionstest D33, PZT, Polarisierung, Elektrostatik

Die piezoelektrische Keramik, als Schlüsselzweig der Elektronikkeramik, ist ein funktionales Keramikmaterial, das eine gegenseitige Umwandlung von mechanischer und elektrischer Energie ermöglicht. Sein einzigartiger positiv umgekehrter PV-Effekt macht es zu einer wichtigen Rolle in vielen Bereichen wie PV-Sensoren, Antriebe, Ultraschallwandler, PV-Bumper und Filter. Derzeit verwendet die piezoelektrische Keramik hauptsächlich Zirconium-Bleititanat (PZT), Niobium-Magnesium-Blei und andere feste Lösungen als Rohstoffe, obwohl diese Materialien eine erhebliche Zerbrechlichkeit haben, können sie durch Trockendruck, isostatischen Druck, Walzfilm, Streuungsverfahren und andere Formverfahren einfach hergestellt werden. Mainstream und zuverlässiges Instrument auf dem Markt: Präzisionstester ZJ-3 Typ D33 (von der chinesischen Akademie der Wissenschaften und Chirurgie entwickelt, FunktionD31-Gehäuse-Befestigung, D15-Gehäuse-Befestigung, D15-Runderrohr-Befestigung, D31-Gehäuse-Befestigung, Dünnfilm-Zug-Befestigung (neue Funktion), gemeinsame Elektrodenfunktion (neue Funktion)PZT-JH10/4 Typ PZT-JH10/4 Typ PZT-JH30/1 Typ PZT-JH10/4 Typ PZT-JH10/4 Typ PZT-JH10/4 Typ PZT-JH10/4 Typ PZT-JH10/4 Typ PZT-JH10/4 Typ PZT-JH30/1 Typ PZT-JH30/1 Typ PZT-JH30/1 Typ PZT-JH30/1

Mit dem Fortschritt der Geräteleistung und der praktischen Anwendung wird die Konstruktion von piezoelektrischen Keramiken jedoch immer komplexer und präziser, und konventionelle Formverfahren sind schwierig, diese neuen Anforderungen zu erfüllen. Daher ist die effektive Herstellung von piezoelektrischen Keramiken mit komplexer Struktur zum Fokus der gemeinsamen Aufmerksamkeit der aktuellen Forscher geworden.

1. Prinzip und Vorbereitungsprozess der piezoelektrischen Keramik

Der piezoelektrische Effekt der piezoelektrischen Keramik entsteht durch die unterschiedliche Ladungsverteilung der Keramikkristalle und die Leitfähigkeit der Elektroden. Im natürlichen Zustand sind Keramikkristalle elektrisch neutral. Wenn jedoch die piezoelektrische Keramik einer mechanischen Belastung oder Druckwirkung ausgesetzt ist, entsteht eine mikroskopische Verzerrung ihrer Kristallstruktur, die zu einer ungleichmäßigen Verteilung der positiven und negativen Ladung führt, die ein elektrisches Feld erzeugt. Dieses Feld wird anschließend von der Elektrode effektiv gesammelt und für externe Schaltungen verwendet. Daher können Keramikkristalle und Elektroden als Kernbauteile der piezoelektrischen Keramik angesehen werden. Der Vorbereitungsprozess umfasst die Herstellung von keramischen Embryonen, das Sintern, das Auftragen von Elektroden und die vier Schlüsselstufe der Polarisierung.

2. Prinzip des piezoelektrischen Effekts

Der piezoelektrische Effekt ist das Kernprinzip der piezoelektrischen Keramik. Wenn die piezoelektrische Keramik äußeren Kräften wie mechanischen Belastungen oder Druck ausgesetzt ist, entsteht eine kleine Verformung ihrer Kristallstruktur, was zu einer Neuverteilung der positiven und negativen Ladung in den Kristallen führt, wodurch ein elektrisches Feld erzeugt wird. Dieses elektrische Feld kann von der Elektrode effektiv erfasst und in einen externen Schaltkreis ausgegeben werden, um die Umwandlung und Nutzung von Energie zu ermöglichen.

★ Einsatz von kritischen Testgeräten:

Derzeit hat unser Land immer mehr Aufmerksamkeit auf die Materialprüfung, viele Einheiten und wissenschaftliche Forschungsinstitute haben große Probleme mit der Produktprüfung, aber das echte Testmaterial muss ein präzises und zuverlässiges Testprodukt auswählen, so dass seine Testergebnisse und Forschung eine große Rolle spielen, unsere Produktion eine große Führungsrolle spielen.

ZJ-3-Typ-Pinezoelektrischer Tester (Pinezoelektrischer Koeffizientmesser d33), PVDF-Pinezoelektrischer Filmtester
Schlüsselwörter: Pkw, Keramikmaterialien, Polymere, d33/d15

1. Produktvorstellung:

Der ZJ-3-Typ-Pinezoelektronischer Tester (Pinezoelektronischer Koeffizientmesser d33) ist ein spezielles Instrument zur Messung der d33-Konstante von Pinezoelektronischen Materialien, das zur Messung von Pinezoelektronischen Keramiken mit großen Pinezoelektronischen Konstanten, Pinezoelektronischen Monokristallen mit kleinen Pinezoelektronischen Konstanten und Pinezoelektronischen Polymolekularmaterialien verwendet werden kann. Darüber hinaus kann auch die beliebige Orientierung des piezoelektrischen Monokristalls und der äquivalenten piezoelektrischen Konstante d'33 bestimmter piezoelektrischer Geräte gemessen werden, der Messbereich des Instruments ist breit, die Auflösung ist fein, die Zuverlässigkeit ist hoch, die Bedienung ist einfach, keine speziellen Anforderungen an die Probengröße und Form, Scheiben, Kreise, Rundröhre, Quadrate, lange Stäbe, Säulen und Halbkugeln usw. können gemessen werden, die Messergebnisse und die Polarität werden direkt auf der dreistelligen Halbstahl-Tabelle angezeigt. Der Typ ZJ-3 erhöht den Entladungsschutz der gemessenen Komponenten, Entladungshinweise und die gemessene Wellenformausgabe, so dass das Instrument bei der Messung von ungeladenen (insbesondere größeren) piezoelektrischen Komponenten eine hohe Spannungsentladungshinweise und Schutzfunktion hat. Dieses Instrument ist ein Instrument für die Produktion, Anwendung und Forschung von piezoelektrischen Materialien und piezoelektrischen Komponenten.

2. Hauptanwendungsbereiche: schädigungsfreie Inspektion Ultraschall, medizinische Ultraschall, Luft- und Raumfahrt, Öl- und Gasgeräte, Automobil-Internet der Dinge, Industrie, Verbraucherprogramme usw.

III. Referenzkriterien:
GB3389.4-82 "Testmethode für die Eigenschaften von piezoelektrischen Keramikmaterialen Statische Prüfung der vertikalen piezoelektrischen Spannungskonstante d33"

GB / T3389.5-1995 "Prüfmethode für die Leistung von piezoelektrischen Keramikmaterialen - Scheibendicke-Zug-Vibrationsmodus"

GB000? Tj1.1/T3389.4-1982 "Prüfmethode für die Leistung von piezoelektrischen Keramikmaterialen Zylinder-Länge-Dehnung-Vibrationsmuster"

GB/T 3389.7-1986 Prüfung der Leistung von piezoelektrischen keramischen Materialien

GB/T3389.8-1986 Prüfung der Eigenschaften von piezoelektrischen keramischen Materialien
Hauptfunktionen des Produktes:

Konstante d33 für die Messung von Blockkörper

Messung von piezoelektrischer Keramik mit hoher Spannungskonstante

Monokristalle und Polymerenmaterialien zur Messung kleiner Spannungskonstanten

Messung einer beliebigen Orientierung des piezoelektrischen Monokristalls und der äquivalenten piezoelektrischen Konstante d'33 für bestimmte piezoelektrische Geräte

Die Konstante d33 für die Messung von Folienmaterialien wie PVDF

Haupttechnische Indikatoren

d33 Messbereich:

★ × 1 Block: 10 bis 2000pC / N, 20 bis 4000pC / N, kann auf 10000pC / N aktualisiert werden.
★×0,1 Block: 1 bis 200pC/N, 2 bis 400pC/N.

★ Kann mit PZT-JH10 / 4 / 8 / 12 Typ Spannungselektrodisierungsgerät verwendet werden

★ Kann mit ZJ-D33-YP15 Spannungs-Chip verwendet werden
Fehler: x 1 Block: ± 2% ± 1 Ziffer, wenn d33 bei 100 bis 4000pC / N;

D31-Gehäuse-Befestigung, D15-Gehäuse-Befestigung, D15-Runderrohr-Befestigung, D31-Gehäuse-Befestigung, Dünnfilm-Zug-Befestigung (neue Funktion), gemeinsame Elektrodenfunktion (neue Funktion)

★ Standardprobengröße: 18mm * 0,8mm, Alterungszeit: 2-3 Jahre (eine der wichtigen Grundlagen zur Beurteilung der genauen Leistung des piezoelektrischen Testers)
± 5 % ± 1 Zahl, wenn d33 bei 10 bis 200pC/N ist;
x 0,1 Block: ± 2% ± 1 Ziffer, (wenn d33 bei 10 bis 200pC / N)
± 5 % ± 1 Zahl, wenn d33 bei 10 bis 20 pC/N ist.
Auflösung: x 1 Block: 1 pC/N; x 0,1 Block: 0,1 pC/N.
Größe: Krafteinrichtung: Φ110 × 140mm; Instrumentkörper: 240 × 200 × 80mm.
Gewicht: Kraftanlage: ca. 4 kg;
Körper des Geräts: 2 kg.
Stromversorgung: 220 Volt, 50 Hz, 20 Watt.

Zusätzliche Parameter:

3. Embryo-Vorbereitung

Die Vorbereitung des Embryos ist ein entscheidender Bestandteil der Herstellung von piezoelektrischer Keramik. Bei der Rohstoffauswahl wird derzeit hauptsächlich das Zirkon-Bleititan-System (PZT) verwendet, während es auch Bleifreie Systeme wie Barium-Titanat-Base (BTO), Natrium-Palladium-Titanat-Base (NBT), Natrium-Kaliumniobat-Base (KNN) zur Auswahl stehen. Die Rohstoffverhältnisse in diesen Systemen können flexibel an die tatsächlichen Anforderungen angepasst werden, um sicherzustellen, dass die Leistung des Endprodukts den Anforderungen entspricht. Nach Abschluss des Rohstoffverhältnisses muss es zu einer gleichmäßig feinen Pulse hergestellt werden, die dann durch einen geeigneten Formverfahren in die gewünschte Form des Keramikbryos geformt wird.

4. Sintern

Das Sintern ist ein weiterer wichtiger Bestandteil der Herstellung von piezoelektrischen Keramiken. Es beinhaltet die Umordnung und Nähe von Partikeln, um die Dichtung des Materials und das Kornwachstum zu fördern. Wenn die Sintertemperatur zu hoch ist, kann es zu einem ungewöhnlichen Wachstum von Keramikkornen oder einer ungleichmäßigen Gewebestruktur führen, und umgekehrt kann eine zu niedrige Sintertemperatur die Entwicklung des Korns beeinflussen. Diese Faktoren können sich negativ auf die piezoelektrischen und mechanischen Eigenschaften der piezoelektrischen Keramikkomponenten auswirken.

Anfangsphase (Partikelbindungsphase vor 1050°C)

Mittelfristige Phase (Kornwachstumsphase, 1050-1200 °C)

Endphase (Kornkorrikturphase, optimale Sintertemperatur von 1200 °C)

5. Herstellung von Elektroden

Bei der Herstellung von piezoelektrischer Keramik ist die Herstellung der oberen Elektrode ein Schritt. Dies beinhaltet die Abdeckung einer Schicht leitfähiges Material auf der keramischen Oberfläche, in der Regel mit Metallen wie Cu, Ag, Ni, Au, durch Technologien wie Sintering, chemische Ablagerung oder Vakuumbeschichtung. Diese Verbindung ist von entscheidender Bedeutung, um eine ausgezeichnete Leitfähigkeit und Leistung der piezoelektrokeramischen Komponenten zu gewährleisten.

6. Polarisierung

Bei der Herstellung von piezoelektrischen Keramiken ist die Polarisierung ein entscheidender Schritt. Obwohl das Korn im Keramik-Inneren spontane Polarisierungseigenschaften hat, nämlich Eisenelektricität, ist die Orientierung der spontanen Polarisierungskategorie zufällig, was dazu führt, dass die Polarisierungsstärke makroskopisch nicht angezeigt wird. Daher muss nach der Fertigung der piezoelektrokeramischen Komponenten eine Polarisierungsbehandlung durchgeführt werden, um den piezoelektrischen Effekt zu zeigen. Dieser Prozess wird durch Aufbringen von Hochspannungs-Gleichstromfeldern erreicht, die durch die Wirkung des elektrischen Feldes die elektrischen Kategorien entlang einer bestimmten Richtung orientieren. Es ist bemerkenswert, dass auch nach der Entfernung des elektrischen Feldes dieser Zustand der orientierten Anordnung weitgehend beibehalten wird, wodurch der keramische piezoelektrische Effekt gewährt wird.

★ Verwendung von kritischen Polarisationsgeräten:

PZT-JH10/4 Hochtemperatur-PV-Keramikpolarisierungsgerät (unter 10KV PV-Keramik gleichzeitig polarisiert 1-4 Stücke)

Schlüsselwörter: Piezoelektrodisierung, piezoelektrokeramische Materialien, 1-4 Plätze

PZT-JH10/4 Hochspannungs-Elektrodisierungseinrichtung wird hauptsächlich für die Polarisierung von unter 10KV piezoelektrischer Keramik oder anderen piezoelektrischen Materialien verwendet, die weit verbreitet in Universitäten und Forschungs- und Produktionseinheiten, die sich mit der Forschung oder Produktion von piezoelektrischen Materialien befassen.

Hauptmerkmale:

1. Fähigkeit, 1-4 Proben gleichzeitig zu polarisieren

2. Bereitstellung von drei Testeinrichtungen (Pulver, Einzelproben und dünne piezoelektrische Keramikplatten können getestet werden)

2. Sicherheit und Zuverlässigkeit, schnelle Temperaturkompensation und hohe Präzision

3. Wenn der Leckstrom den vorgeschriebenen Wert überschreitet, hat jeder Weg eine Schnittschutzfunktion, die die Polarisierung anderer Proben nicht beeinflusst, und andere Schaltungen können die Polarisierung nach der normalen Polarisierungszeit beenden.

4. Beliebliche Griffprobengröße von 3-40mm Quadrat- oder Rundprobe

Stromversorgung: AC220V 50/60Hz

8, Nennleistung: 2.0kw

Polarisation oder Druckbeständigkeitsprüfung des piezoelektrischen Materials: DC: 0-10KV (± 5% + 2 Wörter) kontinuierlich einstellbar

Gesamtstrom: 10mA

Schnittstrom pro Strecke: 0,5 mA

Heizzeit: kann automatisch eingestellt werden

13, Heizelement: hochwertige Widerstandsdrähte

Anzahl der Proben: 1-4 Proben können geladen werden

15, Nenntemperatur: ≤180 ℃

Maximale Temperatur: 200°C

17, Temperaturkontrollmodus: Intelligente Thermostat-Steuerung (Importtabelle), mehrstufige Programme können gesteuert werden

Probe: Die Probengröße ist 3-40 mm quadratisch oder rund

Dimensionen: 875 * 470 * 400 (mm)

★ Polarisationssonde: hochwertige Kupferelektrode (0,2 mm)

★ Standardpolarisierungsprobe: 8 Stücke (10 mm * 1,5 mm)

★ Unterstützende Ausrüstung: In der Lage, mit ZJ-3 und ZJ-6 piezoelektrischen Tester zu messen

★ Unterstützungsgeräte: 10MM, 20MM, 30MM, 40MM Presseinrichtungen konfiguriert werden können

1. Änderung der elektrischen Orientierung vor und nach der Polarisation

Während der Polarisierung der piezoelektrischen Keramik hat sich die Orientierung der elektrischen Kategorie erheblich verändert. Unpolarisierte Keramik, die Orientierung ihrer spontanen polarisierenden Kategorie ist zufällig, was dazu führt, dass die polarisierende Intensität makroskopisch nicht zu zeigen. Nach der Behandlung von Hochspannungs-Gleichstromfeldern erfolgt jedoch eine orientierte Anordnung der elektrischen Kategorien entlang einer bestimmten Richtung. Obwohl nach der Entfernung des elektrischen Feldes dieser Zustand der orientierten Anordnung weitgehend erhalten bleibt, verleiht der Keramik einen piezoelektrischen Effekt. Diese Änderung ist entscheidend für die Leistung und Funktionalität der piezoelektrischen Keramik.

Schlüsselausrüstung für die Materialprüfung

Eisenelektrischer Tester Typ FE-5000

Schlüsselwörter: Elektronische Schleife, Elektronischer Tester, Spannung, Frequenz Elektrische Spannung, Schmetterlingskurven.

1. Produktvorstellung:

Eisenelektrischer Tester Typ FE-5000Es ist ein hochskaliertes Material-Testgerät für ferroelektrische Eigenschaften, das sich für die Messung der elektrischen Eigenschaften von ferroelektrischen Folien und ferroelektrischen Materialien (sowohl blockierbaren Materialien) eignen kann. Es kann die elektrische Schleife von ferroelektrischen Folien messen und den Wert von ferroelektrischen Folien mit asymmetrischen Schleifen messen. Es ist möglich, elektrische Spannungstests durchzuführen, die Funktion der Schmetterlingskurve durchzuführen, und das Gerät kann auch die Funktionen des Hochtemperaturwiderstands, der Hochtemperaturdielektrik, der Kondensator-Spannungskurve, des TSC / TSDC erweitern. Dieses Instrument ist eine der wichtigsten Ausrüstungen für die Produktion, Anwendung und Forschung von piezoelektrischen Materialien und piezoelektrischen Komponenten, die bereits an den großen Universitäten und Forschungsinstituten weit verbreitet sind.

Haupttechnische Indikatoren:

Ausgangssignalspannung: ±10 kVErweiterbare elektrisch induzierte Schmetterlingskurven-Funktion

2. Temperatur; Raumtemperatur -200 ℃, Temperaturgenauigkeit: ± 1 ℃

3, Steuerung der Anwendungsfrequenz 0,01 bis 1KHz (Keramik, Monokristall, Film) PC-Seite Software Steuerung benutzerdefinierte Einstellungen;

4, Steuerung Ausgangsstrom 0 bis ± 50mA kontinuierlich einstellbar, PC-Seite Software steuert benutzerdefinierte Einstellungen.

5. Dynamische Elektronikschleifenprüffrequenzbereich 0,01 Hz-5 kHz

Die Mindestpulsbreite-Haltezeit beträgt 20us; die Mindestanstiegszeit beträgt 10us;

Müdigkeitsprüffrequenz 500 kHz (Amplitude 10 Vpp, Lastkapazität 1 nF); Ermüdungsfrequenz nach Verwendung von Hochdruckverstärkern bis zu 5 kHz;

Testgeschwindigkeit: Messzeit 5 Sekunden / Probe • Temperaturpunkt

10, Probe Spezifikationen: Block Material Größe: Durchmesser 2-100mm, Dicke 0,1-10mm

11 undHauptfunktionen: Dynamische Elektronische Schleife DHM, Statische Elektronische Schleife SHM, I-V-Eigenschaften, Impuls PUND, Müdigkeit Fatigue, elektrische Bruchfestigkeit BDM, Leckstrom LM, Strom-biasspannung, Haltekraft RM,

10. Ladungsauflösung nicht weniger als 10 mC;

Leckstrommessbereich: 1pA ~ 20 mA, Auflösung nicht weniger als 0,1pA;

Kontrolle: Echtzeit-Computer-Steuerung, Echtzeit-Anzeige, Echtzeit-Datenberechnung, Analyse und Speicherung

Software-Erfassung: Automatische Erfassungssoftware, Analyse kann mit anderen relevanten Mainstream-Software kompatibel sein.

Prüfgenauigkeit: ± 0,05%

Integrierte Spannung: ±20V

Hinzufügbare Module：

Druckdruck IM

Temperaturveränderungsprüfung THM

POM-Module zur Polarisationsmessung

CVM-Modul ermöglicht kleine Signalkondenzitätstests, um C-V-Kurven zu erhalten

PZM-Module zur Prüfung der piezoelektrischen Eigenschaften

DPM-Modul zur Prüfung der dielektrischen Eigenschaften

RTM-Modul testet Widerstands-/Widerstandsleistungen

Das CCDM-Modul ermöglicht den kondensativen Lade- und Entladungstest.

7. Technik zur Herstellung von piezoelektrischen Keramiken für komplexe Strukturen

In mehrdimensionalen Bewegungs- und Integrationsanwendungen wie flexiblen Robotern und Griffgeräten spielt die Rolle der piezoelektrischen Keramik komplexer Strukturen. Diese Keramik zeigt einen multidirektionalen piezoelektrischen Effekt, der eine präzise Steuerung von Position und Kraft ermöglicht. Seine ungleichmäßig verteilte Dicke, elektrische oder mechanische Spannungen sowie seine integrierten vielseitigen Eigenschaften wie Akustik, Mechanik, Elektronik und Optik machen es zu einem besonderen Szenario wie akustischen Linsen, Wellenleitern und Resonanzkammern. Darüber hinaus wird piezoelektrische Keramik mit komplexen Strukturen in Anwendungen wie Körpersensoren, biomedizinischen Geräten und tragbaren Technologien weit verbreitet.

Flexible Roboter, akustische Linsen, menschliche Sensoren
Bei der Herstellung von piezoelektrischen Keramiken mit komplexer Struktur steht die Formphase der Embryo-Vorbereitungsphase wirklich vor großen Herausforderungen. Traditionelle Formverfahren wie Trockendruck, isostatisches Druck und Streuung sind hauptsächlich für die einfache Struktur der piezoelektrischen Keramik geeignet. Mit dem Fortschritt der Technologie wurden jedoch einige innovative Formverfahren wie die Technologie der formlosen Formgebung (additive Fertigung), der Gelformgebung und der Spritzgießung erfolgreich bei der Herstellung komplexer struktureller piezoelektrokeramik angewendet. Die Einführung dieser neuen Verfahren hat die Entwicklung in Bereichen wie flexibler Robotik, akustische Linsen und menschliche Sensoren erheblich vorangetrieben.

8. Technologie ohne Formgebung

Die formlose Formtechnik der piezoelektrischen Keramik, auch als additive Fertigung bekannt, ist die hochpräzise Formmethode auf dem aktuellen Markt. Es basiert hauptsächlich auf der Akkumulation oder Aushärtung von Materialien nach der dreidimensionalen Modellierung, um die gewünschten Objekte zu bauen, die nicht nur effizient sind, sondern auch keine Formen benötigen, um individuelle, holistische und komplexe Fertigungsanforderungen flexibel zu erfüllen.

Direkt Schreiben Formtechnik (DIW)

Die Direktschriftformtechnik, als eine Art additiver Fertigung, extrudiert und abscheidet die konfigurierte Keramikpassage schichtweise durch den Direktschriftsprühkopf, wodurch ein Embryo gebildet wird. Diese Technologie ist nicht sehr umweltfreundlich und die Ausrüstung ist relativ einfach, der Spritzkopf wird in der Regel von Gas oder mechanischen Geräten angetrieben, ohne zusätzliche Bedingungen wie Laser, Heizung oder UV-Strahlung. Daher hat es bedeutende Vorteile wie niedrige Kosten, hohe Festigkeit und hohe Dichte und ist ideal für die Herstellung von piezoelektrischen Keramiken mit großen Spannen und hängenden Strukturen geeignet. In der Tat ist die Direktschriftformtechnik zu einer additiven Fertigungsmethode in der Herstellung von piezoelektrischen Keramiken geworden. Da die DIW-Technologie jedoch keine Stützkonstruktion erreichen kann, muss die verwendete Masse eine gute Viskoelastizität aufweisen, um sicherzustellen, dass eine kontinuierliche und unzerbrechende Draht unter dem Schneiden der Düse gebildet werden kann, wodurch die Integrität der Struktur erhalten wird.

Ink Direct Forming PZT Keramik Sinter Teile Anzeige
Durch die Direktverformungstechnik wurden PZT-Keramiksinterteile erfolgreich mit tintförmiger Keramikpassage hergestellt. Diese Technologie senkt nicht nur die Kosten, sondern erhöht auch die Produktivität und bietet neue Ideen für die Herstellung von piezoelektrischen Keramiken.

Tintenstrahldrucktechnik (LJP)

Die Tintenstrahlverformungstechnologie ermöglicht eine schnelle Formgebung, indem Keramiktinte Schicht für Schicht auf den Träger gespritzt wird. In diesem Prozess ist die Mischung von Keramikpulver, Bindemitteln und anderen organischen Zusätzen von entscheidender Bedeutung, die die physikalischen Eigenschaften der Tinte wie Viskosität, Oberflächenspannung, Leitfähigkeit usw. direkt beeinflussen. Darüber hinaus sind ein hoher Feststoffgehalt und eine hohe Trocknungsgeschwindigkeit der Schlüssel zur Sicherstellung der Formqualität. Diese Technologie ist wegen ihrer niedrigen Kosten und einfachen Verarbeitung bevorzugt, ist jedoch hauptsächlich für die Herstellung kleiner piezoelektrokeramischer Komponenten geeignet und kann, wie bei der Direktformtechnik, keine Stützstrukturen entwerfen, was ihre Fähigkeit einschränkt, komplexe Komponenten und strukturelle Steuerbarkeit zu drucken.

11. Lichthärtetechnologie

Die photohärtende Formtechnik umfasst die Mischung von Keramikpulver mit härtbaren lichtempfindlichen Harzen, die dann durch einen teilweisen UV-Scan ausgehärtet werden. Diese Technologie kann in die Stereo-Mikrophotogravie-Technologie (SLA) und die Digital Light Processing-Technologie (DLP) unterteilt werden, die später entwickelt wurde, wobei die Masse in einem engen Bereich zwischen der oberen Formschicht und dem Zylinderboden ausgehärtet wird, was effektiv die Schädigung der Formteile durch die hochviskoze Masse-Scherkraft durch eine Krabber-Umbeschichtung in SLA verhindert und eine präzisere Kontrolle der Schneidhöhe ermöglicht. Aufgrund der Größe des Formzylinders ist diese Technologie jedoch derzeit nicht für die Herstellung großer piezoelektrokeramischer Komponenten verfügbar.

Die Vorteile der photohärtenden Formtechnik liegen in den kurzen Fertigungszyklen, der hervorragenden Oberflächenqualität der Prototypen und der realisierbaren automatisierten Fertigung. Gleichzeitig stehen jedoch Herausforderungen vor wie mögliche Verzerrungen von Prototypen, relativ hohe Kosten und Mikrotoxizität von lichtempfindlichen Harzen.

1. Beispieldarstellung der digitalen Lichtverarbeitungstechnologie für die Formung von piezoelektrischen Keramiken und deren Zusammenhang mit piezoelektrischen Verbundstoffen
Mit der digitalen Lichtverarbeitungstechnik haben wir erfolgreich piezoelektrokeramische Komponenten hergestellt und detailliert untersucht. Gleichzeitig untersuchten wir auch die möglichen Anwendungen von piezoelektrischen Verbundwerkstoffen bei der digitalen Lichtverarbeitung.

Schmelzestedierungstechnologie (FDM)

Die Schmelzscheidungsformtechnik verwendet hauptsächlich eine Mischung aus thermoplastischem Harz und Keramikpulver als Rohstoff. Der Prozess umfasst das Erwärmen des Rohstoffs auf eine Temperatur etwas über dem Schmelzpunkt, um ihn in einen flüssigen Zustand zu verwandeln. Anschließend wird die Flüssigkeit unter präziser Steuerung des Computers allmählich extrudiert und auf dem Träger am Boden abgelegt, um durch Schichtüberlagerung Rohkörper zu bilden, und die Genauigkeit des Endprodukts kann auf Millimeterstufe erreicht werden.

1. Schnittfoto der Schmelze-Ablagerungsgradient piezoelektrische Keramik
Die Schmelzessedimentformtechnik ist bekannt für ihren einfachen Fertigungsprozess, Kosteneinsparungen und Konstruktionsflexibilität sowie für die einfache Wartung ihrer Anlagen. Aufgrund des allgemein hohen Schmelzpunkts von Keramikmaterialien ist jedoch die direkte Formung mit dem FDM-Verfahren oft nicht möglich. Daher werden Keramikpartikel in der Regel mit thermoplastischen Materialien gemischt, um ein speziell für den Druck konzipiertes Seidenmaterial herzustellen. Diese Anwendungsmethode beschränkt zum Teil den Umfang der verwendbaren Materialien. Derzeit ist die Verwendung des FDM-Prozesses zur Herstellung von piezoelektrischer Keramik noch relativ wenig erforscht.

13. Spritzgusstechnik

Der Spritzgießprozess beinhaltet die gleichmäßige Mischung des Pulvers mit dem Klebstoff in einem bestimmten Verhältnis und die anschließende Injektion in die Formkammer mit einer bestimmten Geschwindigkeit, um eine Leere zu bilden. Nach Entfettung und Hochtemperatur Sintern können dichte Keramikprodukte erhalten werden. Diese Technologie ist nicht nur kurze Fertigungszyklen und gleichmäßige Fertigprodukte, sondern auch für die Massenproduktion geeignet und der Betrieb ist recht flexibel. Es ist jedoch bemerkenswert, dass der Anteil an organischen Stoffen in den fertigen Produkten relativ hoch ist, und während des Entfettungsprozesses Risse entstehen können, die die Dichte beeinflussen.

1. Prozessdiagramm für die Spritzgießung von piezoelektrokeramischem Pulver
Derzeit, obwohl die Spritzgusstechnik bei der Herstellung von Bleibasierten piezoelektrischen Verbundstoffen und piezoelektrischen Arrays weite Aufmerksamkeit gewinnt, ist diese Technologie ebenfalls für die Herstellung bleifreier piezoelektrischer Keramik geeignet. Mit dem Fortschritt der Technologie ist die Massenproduktion bleifreier piezoelektrokeramik möglich geworden.

14. Gel-Notiz-Formtechnik

Die Gel-Spritzgießtechnik ist ein Nettogrößenformprozess, der nach dem Spritzgießen und Spritzgießen entsteht. Es verbindet die Prinzipien der Polymerchemie und Fluorescenz. Insbesondere wird in Keramikpassage mit hohem Festphasengehalt (Volumenanteil von mehr als 50%) und niedriger Viskosität (weniger als 1Pa·s) eine niedrige Konzentration von organischen Monomeren und Auslösern hinzugefügt und dann gegossen. Unter bestimmten Bedingungen wird das organische Monomer in der Pulse in situ polymerisieren und eine solide vernetzte Struktur bilden, wodurch die Pulse schnell in situ kondensiert und somit die in situ Formgebung des Keramikbolls erreicht wird. Nach weiteren Schritten wie Entformung, Trocknung, Entklebung (zur Entfernung organischer Stoffe) und Sintern werden die gewünschten Keramikprodukte erhalten.

1. Anwendung der Gel-Note-Formtechnik bei der Herstellung von Keramikteilen
Mit Gel-Formtechnik können keramische Teile mit komplexen Formen einfach hergestellt werden. Diese Technologie basiert auf einer stabilen, hohen Festphasengehalt und niedriger Viskosität der Keramikpassage, die der Schlüssel zur Erreichung einer ausgezeichneten Spritzgeformungswirkung ist. Hoher Festphasengehalt hilft, die Trocknungskrumpfung kleiner leerer Körper zu verringern und somit das Verformungsrisiko zu verringern; Eine geringe Viskosität sorgt dafür, dass die Suspension während des Spritzgießprozesses die Form ausreichend füllt und gleichzeitig das Entfernen von umhüllten Gasen fördert. Die stabile Pulse gewährleistet zusätzlich eine gleichmäßige Mikrostruktur des Leergliedes und bildet die Grundlage für die endgültige Erzeugung eines leistungsstarken Produkts.

Die Vorteile dieser Technologie sind die ausgezeichnete Gleichmäßigkeit, die hohe Leerlauffestigkeit, die einfache Bedienung und die Anpassung an die mechanische Bearbeitung, die die Herstellung großer und strukturell komplexer piezoelektrischer Keramik ermöglicht. Die Technologie stellt jedoch auch einige Herausforderungen dar, wie etwa die relativ geringe Automatisierung und die Schwierigkeiten beim Trocknen.

15. Zusammenfassung

Mit der ständigen Veränderung der Wissenschaft und Technologie wird der Formprozess der piezoelektrischen Keramik immer reicher und entwickelt sich in Richtung einer schnellen Formtechnik. Allerdings stehen diese Prozesse immer noch vor vielen Herausforderungen, wie z. B. die unvermeidliche Notwendigkeit, organische Stoffe wie Bindemittel und Dispersionsmittel bei der Zubereitung von Pulsen hinzuzufügen, was häufig zu Problemen wie Verlängerung der Entfettungszeit, Produktverformung und Verringerung der Dichte und Festigkeit führt. Daher sollte der künftige Formprozess für komplexe strukturelle Keramiken darauf abzielen, den Einsatz von organischen Stoffen zu minimieren, um eine bessere Leistung zu erzielen, während die Formqualitätsanforderungen erfüllt werden. Darüber hinaus können die piezoelektrischen Eigenschaften der Keramik durch Doping-Modifikation, Strukturoptimierung und Anwendung von Verbundstoffen weiter verbessert werden.

Liu Kai, Sun Tse, Shi Yusheng und andere untersuchten den aktuellen Status und die zukünftigen Perspektiven der additiven Fertigung von piezoelektrischen Keramiken, die entsprechenden Inhalte wurden in der Zeitschrift "Anorganische Materialwissenschaft" veröffentlicht.

2. Zeng Wenzhu, Chen Yan, Yuan Maoqiang und andere haben einen umfassenden Überblick über den Vorbereitungsprozess für komplexe Strukturen der piezoelektrischen Keramik durchgeführt, der Artikel wurde in der Zeitschrift "China Ceramics" veröffentlicht.

3. Wu Beiwu veröffentlichte ein Papier in der Zeitschrift "Instruments and Instruments" und untersuchte die Gel-Formtechnik von PZT-piezoelektrokeramik.

4. Liu Chunlin, Qin Shuai, Wu Dong und andere haben die Anwendung der wasserlöslichen Entfettungspulver-Spritzgießentechnologie bei der Herstellung von PLZT-piezoelektrischer Keramik erforscht und ihre piezoelektrischen Eigenschaften untersucht, die Ergebnisse wurden in der "Silicate Journal" veröffentlicht.

5. Xerox hat eine neue Gel-Note-Formforschung für feinstrukturierte PZT-Keramik-Arrays an der Central South University durchgeführt.