Що таке - ЦТС

Що таке ЦТС?

ЦТС або цирконат титанат свинцю (Pb [Zr (х), Ti (1-х)] O3), є одним з найбільш широко використовуваних у світі п'єзоелектричних керамічних матеріалів. При синтезі ЦТС має структуру кристала перовскита, кожна одиниця якого складається з невеликого чотирьохвалентного іона металу в решітці великих двовалентних іонів металу. У разі ЦТС невеликий чотиривалентний іон металу, як правило, титан або цирконій. Великий двовалентний іон металу, як правило, свинець. В умовах, які призводять до тетрагональної або ромбоедричної симетрії в кристалах ЦТС, кожен кристал має дипольний момент.

ЦТС матеріали і п'єзоелектричні матеріали в цілому, мають унікальний набір властивостей. У загальному випадку, якщо п'єзоелектричний матеріал деформується, створюється електричний заряд - так званий п'єзоелектричний ефект. На противагу цьому явищу також справедливо: якщо електричне поле застосовується до п'єзоелектричного матеріалу, відбувається деформація - так званий зворотний п'єзоелектричний ефект.

ЦТС - оксиди металу на основі п'єзоелектричного матеріалу, розроблений вченими з Токійського технологічного інституту близько 1952 року. У порівнянні з раніше відкритими металевими оксидами на основі п'єзоелектричного матеріалу титаната барію (BaTiO3), ЦТС матеріали мають більшу чутливість і мають більш високу робочу температуру.

ЦТС матеріали, надані APC International Ltd виготовляються з високої чистоти прекурсорів, оптимізація властивостей для конкретних виробів проводитися за рахунок співвідношення цирконію і діоксиду титану, і / або в тому числі другорядного сировини.

Як виготовляють ЦТС?

Процес виготовлення ЦТС порошків складається з шести різних окремих операцій.

Малюнок 1 - Технологія виготовлення виробів ЦТС

Сировина високої чистоти оцінюється і вибирається та по всьому світу. Критерії вибору, окрім чистоти, включає активність матеріалу і ліміт на конкретні шкідливі домішки.

Після того як кожен матеріал обраний і схвалений для використання, він точно зважується і передається на мокрий помел. Ці інгредієнти подрібнюють мокрим помелом разом у відповідних пропорціях, щоб забезпечити рівномірний розподіл часток за розмірами. Точний контроль розподілу часток за розмірами необхідний для забезпечення відповідної активності під час випалу.

Після мокрого помелу, продукт сушать і готують для випалу. Продукт повинен прожарюватися в високочистих тиглях, щоб гарантувати відсутність хімічних забруднювачів в кінцевому продукті. Операція випалу проводиться на повітрі при 1000 ° С, де утворюється бажана ЦТС фаза.

Важливо пам'ятати, що основний інгредієнт матеріалу ЦТС - оксид свинцю, який є небезпечним матеріалом з відносно високим тиском парів при температурі випалу. Таким чином, можна змінити бажаний склад, дозволяючи йому занадто інтенсивно випаровуватися під час випалу. Власні заходи використовуються для запобігання втрати синця не грають суттєвої ролі.

Мета розпилювальної сушки матеріалу ЦТС - отримання порошку містить порожнисті сфери з вузьким розподілом частинок за розмірами.

Для морфології матеріалу ЦТС важливо повністю заповнити кристалами пори в процесі сухого пресування при виробництві п'єзокераміки. відповідний розподіл часток ЦТС за розмірами дозволяє випускати повітря по всьому об'єму в процесі ущільнення, уникаючи його ламінування в формах.

З чого виготовляють ЦТС?

ЦТС був розроблений близько 1952 року в Токійському технологічному інституті. ЦТС складається з двох хімічних елементів, свинцю і цирконію в поєднанні з титаном. ЦТС формується при дуже високих температурах. Частинки фільтруються за допомогою механічного фільтра.

Популярність кераміки з ЦТС

ЦТС, цирконат титанат свинцю, є найбільш часто використовуваних в якості пьезокераміки сьогодні. Загалом, п'єзокераміка є кращою, оскільки вона механічно міцна, хімічно інертна і відносно недорога у виробництві. Крім того, вона може бути легко пристосована до вимог для конкретної мети. ЦТС кераміку воліють, оскільки він має навіть більш високу чутливість і високу робочу температуру, ніж інші керамічні п'єзоелектрики.

Використання кераміки ЦТС

ЦТС кераміка використовується в широкому спектрі пристроїв. Датчик з ЦТС порошків, як правило, використовується при високій зв'язку та / або високої чутливості до заряду, наприклад, в потоці або датчики рівня, ультразвукові датчики неруйнівного контролю / оцінки пристроїв, або для точної інспекції автомобільного транспорту, структурної або аерокосмічної продукції. Характеристики матеріалу включають в себе високу діелектричну проникність, високі електромеханічні зв'язку, високу чутливість до електричного заряду, високу щільність з тонкою структурою зерна, високу температуру Кюрі, і чисту, безшумну частотну характеристику.

Сегнетожорсткості ЦТС керамічні порошки використовуються, коли високі енергетичні характеристики є обов'язковими, в тому числі такі пристрої як ультразвукові очисники, гідроакустичні пристрої і т.д. До важливими характеристиками порошків відносять високий п'єзомодуль (d33), високу механічну добротність, що знижує механічні втрати і дозволяє знизити робочу температуру; низький коефіцієнт розсіювання, що забезпечує не високий нагрів, більш економічну експлуатацію, високу стабільність низьких діелектричних і механічних втрат в складних умовах.