V ol. 13,5 호
통인대학교 학보 20 1 1
고온 압전 재료의 일반 상황 및 개발 동향
위시, 염요종, 좌강홍, 왕강, 도기, 오영강
(구이저우 동인동인학원 물리전자과학부 554300)
초록: 고온 압전 재료의 연구 현황을 소개한다. 페 로브 스카이 트, 텅스텐 청동, 비스무트 층 및 알칼리 금속 니오브 산염의 4 가지 압전 세라믹의 구조 및 연구 현황을 검토합니다. 고리점 압전 세라믹의 연구 방향과 발전 추세를 지적했다.
키워드: 압전 세라믹; 퀴리 온도 강유전성 세라믹
중국 도서관 분류 번호: TQ 174 문헌 식별 번호: a 문자:1673-9639 (2011))
1. 소개
압전 세라믹은 항공, 에너지, 자동차 제조, 통신, 가전제품, 검사, 컴퓨터 등에 광범위하게 적용되어 필터, 변환기, 센서, 압전 변압기 등 전자 부품의 중요한 구성 요소이다. [1][2]3[3] 압력 재질이 재질 퀴리 온도 (T c) 보다 높은 환경에서 극화되기 때문에 압력 성능 감쇠가 발생하거나 사라집니다. 따라서, 장치의 정상적인 사용을 보장하기 위해, 압전 소자의 응용 환경은 일반적으로 압전 재료 퀴리 온도 (T c) 의 절반 이하이다. [4]
민간용 전자제품의 사용온도는 보통 75 C 이하이고, 일부 군사전자제품의 사용온도는125 C 정도입니다. 하지만 과학기술이 급속히 발전하면서, 특히 지질탐사, 항공우주, 자동차기술이 발달하면서 압력장치가 고온작업환경의 한계에 끊임없이 도전하도록 요구하고 있으며, 이 문제를 해결하는 관건은 퀴리 온도가 높은 재료를 준비하는 것이다. 주요 고온 작업 환경은 지질 탐사, 항공 우주, 핵공업, 자동차 공업에 존재한다. 이 작업 환경의 온도는 대부분 200 C 이상, 심지어 900 C 에 달한다. 석유 채굴과 지질 탐사에 대한 고온 재료에 대한 수요가 가장 광범위하며, 고온 압력 세라믹 연구를 추진하는 주요 동력 중 하나이다. 예를 들어, 시추 과정에서 프로브 감지 시스템이 온도, 압력, 유량, 밀도, 화학 성분 등의 데이터를 수집할 때 프로브 근처의 온도는 200 C 에 이를 수 있으며, 드릴링 깊이가 증가함에 따라 온도가 상승합니다.
수신 날짜: 20 1 15-03
그것은 상승할 것이다. 우주 분야에서 고온에 대한 요구는 더욱 엄격하다. 예를 들면 달 표면의 최대 온도는 330 C, 진싱 표면은 460 C 에 달할 수 있으며, 지구를 떠나 우주로 들어가는 장치는 고온조건에서 65438 만 시간 이상 안정적으로 일할 것을 요구한다. 자동차 산업이 발전하면서 자동화, 정보화, 지능화 수준이 높아지면서 엔진 속도와 각도 모니터링, 제동, 연료 시스템의 고온 감지 장치 등 수백 가지의 센서 사용 덕분입니다. [6][7][8] 또한 핵공업과 화염 모니터링 시스템은 고온장치에 대한 수요도 크다.
2. 고온 압전 재료의 여러 분류.
현재, 높은 T c 압전 재료는 주로 페 로브 스카이 트 구조 시스템, 텅스텐 청동 구조 시스템, 비스무트 층상 구조 시스템 및 알칼리 금속 니오브 산염 시스템을 포함한다. 표 1 이 네 시스템의 일반적인 재질에 대한 중요한 전기 성능 데이터를 비교했습니다.
기금 프로젝트: 동인학원 박사 창업기금 20 10 (번호: DS 100 1) 자금 지원.
작가 소개: 위시 (1975-), 남자, 묘족, 박사, 동인학원 물리학과 전자과학과 강사.
5 기 세위: 고온 압전 재료 개요 및 발전 추세 14 1
2. 1. 페 로브 스카이 트 구조
페 로브 스카이 트 구조를 갖는 납 지르 코 네이트 티타 네이트 PZT 세라믹은 압전, 유전체 및 광전 특성과 같은 우수한 전기적 특성을 갖는다. 이들은 Jaffe 등 [9] 이 1954 에서 첫 시험 제작에 성공하여 전자 정보 분야에 널리 사용되고 있다. 2.3 비스무트 층.
1949 년 Aurivillius 가 비스무트 층층 화합물을 발견한 이후, 그 기이한 결정체 구조와 높은 T _ C 가 많은 관심을 불러일으켰다. 센서, 변환기 및 메모리와 같은 전자 부품을 준비하는 데 사용되는 더 많은 비스무트 층상 압전 세라믹을 연구합니다. 따라서 PZT 와 PZT 이원 및 삼원 세라믹 시스템은 상업화가 가장 높은 가장 성숙한 압전 소재가 되었습니다. 그러나 PZT 세라믹의 퀴리 온도는 높지 않다 (T c
그림 1 페 로브 스카이 트 구조 다이어그램
그것의 화학통식은 ABO 3 이며, 페 로브 스카이 트 구조는 간단한 큐브로 설명 될 수 있습니다. A 비트 이온은 육면체의 8 개 정각에 위치하고, 산소 이온은 육면체의 6 개 면심에 위치하며, B 이온은 육면체의 중심에 위치한다. 전체 결정체는 이런 단위의 반복으로 배열된 것이다. 또 다른 압전 세라믹 PbTiO _ 3 은 높은 퀴리 온도 (TC ~ 490 C) 의 페 로브 스카이 트 구조로 낮은 유전 상수, 고전압 전기 활성 및 큰 압전 이방성을 가지고 있습니다. 3 차 고조파의 온도 계수는 기존 세라믹 재질 중 가장 작으며, 압전 상수 D _ 33 은 60 ~ 70 PC/n 으로 적용 범위를 제한하고 고온 초음파 변환기에만 사용됩니다. [15][ 16]
2.2 텅스텐 청동 시스템
청동계의 화학통식은 A 6B 10O 30 이고, 편니오브 산 납 (PbNb2O3) 은 가장 먼저 발견된 청동철전체이다.
[17]
Pbnb _ 2o _ 6 은 높은 T _ c (570℃) 와 큰 압전 효과 이방성 (d 33/d 3 1 = 10, k T >；; K p), 고온 초음파 변환기에 사용할 수 있는 매우 낮은 기계적 품질 계수 (Q m = 10 정도) 입니다. 니오브 산 납의 강유전성 단계는 고온 (1230 C) 에서 형성되어야 하지만 실온에서는 안정적이다. 니오브 산 납의 소결 및 압전 특성을 향상시키기 위해서는 1 가 금속 이온 M+ 사용과 같이 도핑 및 수정이 필요합니다.
또는 2 가 금속 이온 M 2+
납을 갈다. [18]
편오산 납압 세라믹을 발견한 후, 또 복합 텅스텐을 발견하였다.
청동 구조 화합물 (예
납 4Na 2Nb 10O 30
그리고
Ba 4-2x Ag 2+x La x Nb 10O 30 도 유리 전이 온도가 높습니다.
Cabi4ti4o15 [19] (TC = 790℃), Bi 3TiNbO 9[20](T c =940℃) 및 일반적으로 낮은 유전 상수, 소결 온도 및 노화 속도, 우수한 절연 저항 및 내압 특성, 매우 높은 T c 및 명백한 전기 기계 결합 계수 비등방성이 있어 고온과 고주파 상황에 적합한 압전 재질로 적합합니다. 그러나, 비스무트 층 구조의 낮은 대칭 및 판상 결정 특성 때문에, 체계의 E c 는 크다, 극화는 아주 곤란 하다, 보통 고온에서 실행 될 필요가 있다. 한편, 자발적 극화는 2 차원 제한을 받기 때문에 압전 활성성이 낮고 d 33 은 일반적으로 20 PC/N. 2.4 보다 작습니다. 알칼리 금속 니오브 산염
알칼리 금속 니오브 산염, 화학식은 ANbO 3 이며, 그중에서 가장 대표적이다.
니오브 산 리튬 (LiNbO 3)[2]3 도 가장 널리 사용되고 있습니다. 리튬 니오 베이트는 가장 높은 T c (12 10℃), 가장 큰 자발적 분극 (실온에서 약 0.7C/m2) 을 가진 철 트랜지스터입니다. 왜곡된 페 로브 스카이 트 구조 화합물 (LiNbO 3 결정 구조) 입니다. 그러나, 니오브 산 리튬 결정체는 비용이 많이 들고, 니오브 산 리튬 세라믹의 제조는 매우 어렵다. LiNbO _ 3 의 압력 활성화가 낮고 LiNbO _ 3 단결정의 d33 은 6pC/N 에 불과하기 때문에 압전 장치의 요구 사항을 충족시킬 수 없어 압전 분야에서의 응용을 심각하게 제한하고 있습니다. 따라서 리튬 이온 대신 다른 알칼리 금속 이온을 사용하여 압전 활성을 높임으로써 일련의 다 변수 알칼리 금속 니오브 산염 시스템 화합물을 연구했습니다. 예를 들어 0.2Sr 2TaO 7-0.8Sr 2Nb 2O 7(SNST) 단결정, 퀴리 온도 (TC ~1125 C) 는 LiNbO 3 과 비슷하고 테스트 매듭입니다.
그 결과, 이 결정체는1000 C 에서 여전히 압전 성능을 가지고 있으며, 압전 상수는 D33 ~ 3PC/N [21] 가 미국 펜실베이니아주립대학에서 2007 년 발표한' 고온압전 재료 특허' [
토론
앞서 살펴본 바와 같이 압전 세라믹의 두 가지 주요 지표인 퀴리 온도 (T c) 와 압전 상수 (d 33) 는 간단한 반비례 관계, 즉 높은 T c 압전 세라믹의 압전 활성을 대략적으로 따르는 것으로 나타났다.
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성질이 강하지 않다. 예를 들면 퀴리 온도 T c> 가 500 C 일 때 압전 상수는 d 33 이다.
그림 2 전형적인 압전 세라믹의 퀴리 온도와
압전 상수의 상관 관계
4. 결론
퀴리의 온도가 높고 압전 성능이 좋은 압전재를 준비하는 것은 미래의 발전 추세이다. 제비공예와 기술을 개선하여 압전 활성성이 더 좋은 페 로브 스카이 트 구조와 퀴리 온도가 더 높은 비스무트 층 구조의 장점을 통합하여 신소재 준비의 돌파구를 실현하는 것은 해결해야 할 문제입니다.
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고온 압전 세라믹 개발
위, 요종, 좌강홍,,, 오영강
(통렌 대학교 물리학 전자 과학부; 중국 구이 저우 통렌 554300)
초록: 텅스텐 산염, 비스무트 층상 구조, 페 로브 스카이 트 압전 세라믹 및 커런덤 구조 세라믹을 포함한 고 퀴리 온도 압전 재료를 검토 하였다. 네 가지 다른 구조 유형의 고굴리 압전 세라믹의 연구 진척을 종합하여 서술하였다. 또한 압전 세라믹의 연구 방향과 발전 추세에 대해서도 논의했다.
키워드: 압전 세라믹; 높은 서식지 온도; 강유전성 특성
"이종보 편집"
(124 페이지 위)
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레저, 스포츠, 레저 스포츠
왕연
(장쑤 과학 기술 대학 체육 연구소; 전장 장쑤, 2 12003)
요약: 여가와 스포츠 연구가 급속히 발전하면서 사람들은 레저, 스포츠 관계, 레저 스포츠 개념 등 기본적인 이론적 문제를 주목하기 시작했다. 여가의 개념에서 여가는 역사의 필연성이 되고, 스포츠 가치관의 변화를 분석하여 레저 스포츠 번영의 역사적 기반을 이끌어 낸다.
키워드: 레저; 스포츠; 레저 스포츠
"루나나 편집"