制作壓電陶瓷#中英文翻譯#外文翻譯匹配

制作壓電 陶瓷 萊斯利 J. Bowen和肯尼思 W.法國 ,材料 Systems公司 53 Hillcrest路 ,康科德 ,碩士 01742 摘要 在材料研究實(shí)驗(yàn)室 ,賓州州立大學(xué)研究已經(jīng)證明改進(jìn)水聽器表現(xiàn)的潛力使用壓電的制陶藝術(shù)/聚合物合成物 . 為這些合成物 ,材料系統(tǒng)有成本效益的制造業(yè)技術(shù)正追求一制陶藝術(shù)的制造接近注射模塑 . 本文簡要概述主要特征的陶瓷注塑成型工藝 , 接著介紹的方式和方法可以被用來制造壓電陶瓷 /聚合物復(fù)合材料 . 性能和應(yīng)用注塑壓電陶瓷與常規(guī)加工材料 . 簡介 壓電的制陶藝術(shù) /聚合物合成物給予關(guān)于 單相 陶瓷 和聚合物階段制陶藝術(shù)壓電的材料在 遙感 和 實(shí)際應(yīng)用 兩方面設(shè)計(jì)多技能和表現(xiàn)優(yōu)勢 。 這些合成物已經(jīng)在以及發(fā)展的海軍應(yīng)用高分辨醫(yī)學(xué)超聲中找出使用 . 在過去13年 對(duì) 許多實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行 了 已建成組合配置和評(píng)價(jià) . 全球最成功的組合 ,指定 1-3復(fù)合岡維爾的五線譜 l 有一個(gè)連 在尺寸上 陶瓷相 (壓電纖維 )控制在一個(gè)三維連通有機(jī)高分子階段 . 水聽器人物優(yōu)異這種復(fù)合材料可取得超過一萬倍以上的固體壓電陶瓷 由適當(dāng)選擇的階段性特征和復(fù)合結(jié)構(gòu) 在賓夕法尼亞州立復(fù)合材料 l進(jìn)行手工調(diào)擠壓壓電陶瓷棒在跳汰及封裝 環(huán)氧樹脂 ,然后切片到適當(dāng)?shù)暮穸?和極化的陶瓷 . 除了展現(xiàn)優(yōu)越的技術(shù)性能 ,這種材料 , 在賓夕法尼亞州工作的突出困難 ,編造 1-3復(fù)合材料的大規(guī)模 甚至為原型的目的 . 這些措施包括 : 1） 把許多的許多 PZT纖維排成一排在包裝期間經(jīng)過聚合物和支撐要求 . 2） 2)在滑行期間電介質(zhì)故障 ,起源于遭遇在一典型大 陣列 .中一根或更多有缺陷纖維的重要可能性的高發(fā)生 . 過去五年已做了一些嘗試 ,以簡化裝配過程 1-3 傳感器與 有意提高制造業(yè)的可行性 ,并降低材料成本 . 早期從事固體切丁塊壓電陶瓷成為理想的配置和回填土的空間內(nèi)的一種高分子 相 . 這項(xiàng)技術(shù)已廣泛接受了超聲醫(yī)學(xué)業(yè)生 產(chǎn)高頻傳感器 2. 最近 , 纖維材料股份有限公司已證明適用其織造工藝?yán)w維復(fù)合材料向大會(huì)壓電陶瓷復(fù)合材料 3. 另勘探技術(shù)涉及復(fù)制的多孔面料有適當(dāng)?shù)倪B通 4. 為極其好刻度合成物 ,纖維 ,大約 25到 100 pn和超過五一個(gè)尺寸與另一個(gè)尺寸之比有直徑需要來遭遇裝置表現(xiàn)目標(biāo) . 因此 ,這些困難被附加挑戰(zhàn)用形成沒有缺點(diǎn)和處理在大數(shù)量中極其好纖維構(gòu)成了 . 最近 ,研究人員在西門子公司已表明很細(xì)尺度復(fù)合材料可以產(chǎn)生一個(gè)逃犯模具技術(shù) . 但是 ,這種方法需要制作一個(gè)新的模具 ,每部分 5. 本文描述了一種新方法 ,壓電復(fù)合材 料的制備 ,即 :陶瓷注射成型 . 陶瓷注射成型技術(shù)是一種 有成本效益的 制備方法雙方海軍的壓電陶瓷 /聚合物復(fù)合材料的制備超細(xì) 規(guī)模壓電復(fù)合材料 ,例如那些需要高頻醫(yī)用超聲和無損評(píng)價(jià) . 注塑成型過程中 ,克服困難 ,裝配為主的陶瓷纖維復(fù)合成換用網(wǎng)狀 預(yù)成型品 陶瓷纖維 陣列 . 除了這方面的優(yōu)勢 , 這一進(jìn)程使得有可能建造復(fù)合傳感器具有更復(fù)雜的陶瓷元件幾何比原先設(shè)想 導(dǎo)致更大的靈活性 ,設(shè)計(jì)為改進(jìn)的聲阻抗匹配和橫向模式取消 加工工藝 注塑廣泛應(yīng)用于塑料業(yè)作為一種手段 ,快速大量生產(chǎn) ,形狀復(fù)雜 ,在 成本低 . 應(yīng)用陶瓷一直最成功的小型 截面 形狀 ,例如 : 螺紋指南 ,及大型復(fù)雜形狀不需要燒結(jié)密度高 ,如渦輪葉片鑄造刀片 . 最近 ,這一進(jìn)程已展開調(diào)查 ,作為生產(chǎn)工藝熱發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪部件 6,7 圖 1:注射模塑過程路線 . 注塑成型用于 PZT成型見圖 1. 注的熱點(diǎn)熱塑性混合陶瓷粉及有機(jī)結(jié)合成一個(gè)冷卻結(jié)晶 復(fù)雜的形狀 ,可以形成與方便與快捷通常與塑料成型 . 防范措施 ,如硬面臨的金屬接觸面 ,這些都是重要的 ,以盡量減少金屬污染的加劇和成型機(jī)器 . 陶瓷的粘結(jié)劑必須拆除 非破壞性地 ,使成為必要高固體量 ,嚴(yán)格控制粘結(jié)劑 ,拆除過程中 , 和正確裝夾 . 一旦粘結(jié)劑是拆掉 ,隨后射 擊 極化和環(huán)氧包封過程類似于常規(guī) pzti聚合物 復(fù)合 1. 因此 ,過程具有以下優(yōu)點(diǎn)替代加工路線 :復(fù)雜 近凈形能力處理許多纖維同時(shí)發(fā)生 ; 快速吞吐量 (通常每秒 ); 兼容性與統(tǒng)計(jì)過程控制 ; 低的材料浪費(fèi) ; 靈活應(yīng)變傳感器設(shè)計(jì) (允許變化壓電元件間距和形狀 ); 成本低 ,在中度到高度卷 . 總的來說 ,由于高的初始成本 ,工裝 , 陶瓷注射成型是最好的應(yīng)用復(fù)雜形狀零件需要低成本高產(chǎn)量 制造和評(píng)價(jià) 采取這種辦法 ,編造 1-3 壓電復(fù)合載在圖 2a, 它說明了壓電陶瓷預(yù)制棒的概念 ,光纖定位是實(shí)現(xiàn)以共同塑造積分陶瓷基地 . 聚合物后封裝在 陶瓷拆除磨 . 除了處理許多纖維 這預(yù)制棒做法使廣大緯度在選擇壓電陶瓷元件幾何形狀的綜合性能優(yōu)化 . 工具的設(shè)計(jì)是成功的重要注塑壓電陶瓷復(fù)合材料 . 辦法列于圖 2b用途形工具刀片允許改變部分設(shè)計(jì) ,又不過分 更換工具 成本 . 圖2c顯示了個(gè)體預(yù)制棒配置 ,能夠形成較大的陣列 圖 2:預(yù)制棒的方法綜合加工 . 在實(shí)踐中 , 材料成型參數(shù)必須優(yōu)化整合注塑模具設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)完整的預(yù)制彈射后 成型 . 關(guān)鍵參數(shù) ,包括 :壓電 /粘合劑比 ,壓電元件直徑和錐形 ,基地 PZT的厚度 ,刀具表面光潔度 , 而塑造的一部分彈射機(jī)制設(shè)計(jì) . 為了評(píng)價(jià)這些工藝參數(shù) ,又不過分工具成本 工具設(shè)計(jì) ,僅有兩排 19PZT 的每一分子已經(jīng)通過實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 每一行包含有三個(gè) (0,1和 2度 )和兩個(gè)直徑 (0.5lmm). 容納成型收縮 , 大小坯維持在 5ox50mm以盡量剪過的最外層纖維在 冷卻部分的成型周期 . 圖 3:注射塑造 1-3混合成的預(yù)成型品 . 圖 3 顯示綠色陶瓷預(yù)制裝配使用此工具配置 . 看到所有的 PZT 分子趕出完好無損后成型 ,包括具有無縱 一端漸漸變細(xì)變尖 方便彈射 . 慢熱空氣已被認(rèn)為是一種合適的方法有機(jī)結(jié)合搬遷 . 最后 ,燒出預(yù)制棒燒結(jié)在氣氛 97-98%的理論密度 . 沒有遇到任何問題與控制體重?zé)Y(jié)過程中 ,這些組合坯 即使是這些優(yōu)秀的尺度 ,比表面積高預(yù)制棒是為高頻超聲波 . 圖 4:掃描電子顯微鏡對(duì)所塑造 (上 )以及燒結(jié) (下 )面壓電纖維 . 圖 4說明了表面為成型和燒結(jié)纖維 顯示駐留淺褶皺系大約寬十所特征的注塑成型過程 . 纖維呈現(xiàn)輕微開槽沿其長度 ,由于噴出的工具 . 圖 5 顯示的能力近凈成型模具制作非常精細(xì)規(guī)模預(yù)制棒 ; 壓電元件尺寸只有 30pm 性已經(jīng)顯現(xiàn) . 等離子燒結(jié)面這些元素顯示了壓電陶瓷微觀結(jié)構(gòu)致密 ,均勻 . 為了展示裁員的辦法 ,為復(fù)合材料 , 復(fù)合材料約 10體積 %了 PZT-5H纖維和 spurrs環(huán)氧樹脂材料環(huán)氧灌封奠定了對(duì) 注塑成型及燒結(jié)纖維整齊之后磨走了壓電陶瓷股票用來塑造復(fù)合預(yù)制棒 . f 5-26 顯示復(fù)合材料制成的鮮 混合 pzt/粘合劑混合物和重用材料 . 循環(huán)中的復(fù)雜化 ,并塑造材料 似乎是完全可行的 ,結(jié)果大大提高材料的利用率 圖 5:細(xì) 2-2級(jí)復(fù)合材料組成的近余量成形 (上 顯微照片 ). 由于燒結(jié)面 (下 顯微照片 ). 為了展示裁員的辦法 ,為復(fù)合材料 , 復(fù)合材料約 10體積 %了 PZT-5H纖維和環(huán)氧樹脂材料環(huán)氧灌封奠定了對(duì) 注塑成型及燒結(jié)纖維整齊之后磨走了壓電陶瓷股票用來 塑造復(fù)合預(yù)制棒 . f 5-26 顯示復(fù)合材料制成的 混合 pzt/粘合劑混合物和重用材料 . 循環(huán)中的復(fù)雜化 ,并塑造 材料似乎是完全可行的 ,結(jié)果大大提高材料的利用率 . 表 1比較了壓電及介電性能的注塑壓電陶瓷標(biāo)本所報(bào)道的壓了 PZT-5H 樣品制備的粉末的廠商 . 當(dāng)燒結(jié)條件 ,適合了 PZT-5H制定 ,壓電和介電性能比較兩種材料 . PZT-5H制定預(yù)計(jì)將特別敏感鐵污染的注塑設(shè)備 , 言下之意 ,這些測量是這種污染是微不足道 ,在這注塑壓電材料 . 概要 陶瓷注射成型技術(shù)已被證明是一種可行的工藝制備兩種壓電陶瓷和壓電陶瓷 /聚合物 換能器 . 電氣性能注塑壓電陶瓷媲美備傳統(tǒng)的粉末緊迫 , 但沒有證據(jù)的有害影響來自金屬污染引起的接觸套匯和成型設(shè)備 . 用陶瓷注塑造復(fù)合坯 然后打下了預(yù)制棒 ,形成較大復(fù)合陣列 . 結(jié)束語 這項(xiàng)工作是由辦事處的海軍研究的指導(dǎo)下 ,斯蒂芬 e.newfield. 作者要感謝洪女士范用于技術(shù)援助 , 而威博士 shrout的材料研究實(shí)驗(yàn)室 ,西恩 . 州立大學(xué)電氣測量 . 參考文獻(xiàn) l R. E. Newnham et al, 復(fù)合材料壓電換 材料工程卷 , 2,pp. 93-106,1980年 12月 . 2 C. Nakaya et al, IEEE Ultrasonics Symposium Proc., Oct. 16-18, 1985, p 634 3 S. D. Darrah,大面積壓電復(fù)合材料 ,proc. 該 adpa會(huì)議上活躍的材料和結(jié)構(gòu) ,弗吉尼亞州亞歷山 ,11月 4日至 8日 ,1991年版 . g.knowles物理研究所出版 ,pp139-142. 4A. Safari and D. J. Waller,細(xì)尺度壓電纖維 /高分子復(fù)合材料 會(huì)上 adpa會(huì)議上活躍的材料和結(jié)構(gòu) ,弗吉尼亞州亞歷山 ,11月 4日至 8日 ,1991年 . 5 U. Bast, D. Cramer and A. Wolff, A New Technique for the Production of Piezoelectric Composites with 1-3 Connectivity, Proc. of the 7th CIMTEC, Montecatini, Italy, June 24-30, 1990, Ed. P. Vincenzini, Elsevier, pp 2005-201 5. 6 G. Bandyopadhyay and K. W. French,Fabrication of Near-net Shape Silicon Nitride Parts for Engine Application, J. Eng.