فرآیند ساخت مواد پیزوالکتریک

   فرایند ساخت پیزوالکتریک ها شامل 16 مرحله است که با وزن کردن، مخلوط کردن و آسیاب کردن موادی مانند زیرکونیا، اکسید سرب، تیتانیا، نیوبیا و اکسید استرانسیم و ... شروع می شوند. سپس مواد مخلوط شده کلسینه شده و واکنش انجام می دهند تا ترکیب تیتانات-زیرکونات سرب تشکیل شود. ترکیب تیتانات-زیرکونات سرب تشکیل شده که دارای مقداری رطوبت است به اندازه ذرات خیلی ریز آسیاب می شود. سپس چسب ها و روان‌سازها افزوده می شوند و ماده به دست آمده در اسپری درایر خشک می شود تا یک پودر آماده برای تراکم حاصل شود.

   بعد از اماده‌سازی مواد اولیه، فرایندی که برای شکل دادن سرامیک به کار گرفته می شود، استفاده از پرس خشک ایرواستاتیک با فشار اعمالی بین 6 تا 100 تن است. اجزا شکل داده شده در دمای 1300 درجه فارنهایت در شرایط کنترل شده اتمسفری پخت می شوند تا چسب‌ها و روان کننده های لازم برای عمل شکل دهی در این مرحله سوخته و خارج شود. قطعات در بوته های مخصوص آلومینا قرار داده شده و برای پخت در دمای بالا در داخل کوره قرار داده می شوند. کوره الکتریکی تا حدود 2300 درجه فارنهایت گرم می شود و به مدت سه ساعت در این دما نگه داشته می شوند (قطعات سرامیکی برای کنترل تبخیر احتمالی اکسید سرب در خلال فرایند پخت در دمای بالا در بوته های آلومینا، بالا قرار داده می شوند). سپس سرامیک پخته شده با دقت زیادی به اندازه ای معین ماشینکاری می شود. بعد از مرحله اندازه بندی، قطعات سرامیک متالیزه می شوند؛ یعنی یک پوشش فلزی روی سطح آن ها نشانده می شود. این کار به کمک تکنیک Silk Screening انجام می شود و از الکترودهای نقره، طلا، نیکل یا پلاتینیوم-پالادیوم استفاده می شود. الکترودهای متالیزه شده روی یک شبکه توری شکل که از سیم های فلزی نسوز تشکیل شده است قرار گرفته و به داخل کوره حمل می شوند و در دمایی در حدود 700 درجه سانتیگراد پخته می شوند. بعد از این مرحله، نوبت به عمل قطبی کردن قطعه های سرامیکی می رسد. در عمل قطبی کردن ولتاژ جریان مستقیم (DC) به سرامیکی که در یک روغن دی الکتریک گرم شده و مقاوم قرار دارد، اعمال می شود تا دوقطبی‌های آن در یک سمت جهت گیری کنند. قطعات سرامیکی قطبی شده اکنون پیزوالکتریک هستند. بعد از قطبی کردن، نوبت به کنترل کیفی خواص می رسد. قطعات جهت تضمین و تأمین کردن خواص الکتریکی متناسب با نوع کاربردشان، آزمایش و بررسی می شوند. قطعات آزموده شده آماده بسته بندی، ارسال و استفاده هستند.

:(Calcination) کلسینه اصطلاحی درعلم موادوشیمیاست که به حرارت دادن مواد برای حذف رطوبت، تشکیل ترکیبات واسط و انجام واکنش در حالت جامد گفته می‌شود . به زبان عامیانه کلسینه کردن یعنی ماده را برای مدت زمان مشخصی در دمای مشخصی در کوره قرار دهیم تا یک سری مواد داخل آن خارج شود.

اطلاعات تکميلي

  • حوزه کاربرد: ساخت مواد پیزوالکتریک