電子陶瓷零件---氧化鋯電子傳感器

電子行業(yè)是當(dāng)今時(shí)代必不可少的一個(gè)行業(yè)，電力已經(jīng)覆蓋了我們的方方面面，下面科眾陶瓷廠將會(huì)給大家介紹用氧化鋯陶瓷加工的電子陶瓷零件---氧化鋯電子傳感器。

傳感器是當(dāng)今科技發(fā)展中的熱門領(lǐng)域,它通過晶體的特殊性能(如壓電性、鐵電性、電光性、電聲性等)獲得某種特殊的應(yīng)用。對于錯(cuò)質(zhì)材料,主要用于制作電子陶瓷器件,應(yīng)用較廣的是氧化鋯固體電解質(zhì)陶瓷和鋯鈦酸鉛,即PZT壓電陶瓷。立方相氧化鋯具有螢石型結(jié)構(gòu),略偏離于理想結(jié)構(gòu)。

傳感器陶瓷外殼

在單位晶胞中,Zr+位于氧八面體的中心,02-位于錯(cuò)四面體的中心。由于螢石結(jié)構(gòu)中的氧八面體空隙僅有一半被Zr+占據(jù),尚有大量的人面體空隙存在,這種松弛結(jié)構(gòu)有利于O2的擴(kuò)散和遷移,導(dǎo)致公認(rèn)固體電解質(zhì)的導(dǎo)電能力較強(qiáng),特別是換入穩(wěn)定劑后,由于氧化錯(cuò)螢石結(jié)構(gòu)中固溶體的形成以及晶格內(nèi)氧空位的大量存在,形成了良好的氧離子導(dǎo)電性。

目前,攙入Y2O)的氧化鋯測氧傳感器已在許多工作分析過程中作為氧定量分析的基本手段,檢測范圍可從百萬分之幾到常量。鋯鈦酸鉛[Pb(ZrTi)]O固溶體因其具有的特殊性質(zhì),這些年來的應(yīng)用不斷增加。這類材料的壓電效應(yīng)與它們所具有的鈣鈦礦型晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)。

每一個(gè)陽離子有12個(gè)最靠近的的O-相伴隨,而每個(gè)Zr或Tit在八面體配位上又有6個(gè)02-,Pb2+和O2形成了立方晶格。Pb2+大,在晶體結(jié)構(gòu)中伸展。在這種情況下,品格(八面體位置)上的Z+處于亞穩(wěn)定狀態(tài)。然而,對于這一平衡的配置來說,有一最小能位。當(dāng)這種不對稱性與高電荷數(shù)結(jié)合在一起時(shí),便產(chǎn)生了一個(gè)電偶極子。居里點(diǎn)溫度以上,材料屬立方晶系,Z+處于平衡位置上。

冷卻時(shí),四方體結(jié)構(gòu)變得穩(wěn)定,且有一固定的偶極子存在。此偶極子在冷卻至居里溫度以下時(shí)施以幾兒千伏的電壓,試樣便老化了,此工藝稱為為“相化”由于晶體有一固有的隨意取向(使之產(chǎn)生偶極子),而壓電陶瓷晶體中又只允許有確定的偶極子取向,因此在電場中完善的偶極子排布是不可能的。然而,電位差使之有可能獲得最佳的排列。

極化以后,靜電偶極子使材料具有增大其壓電性能的特性。若外力施于陶瓷上,使之產(chǎn)生壓縮或拉伸變形,則此變化便使偶極子產(chǎn)生一磁矩,這樣,使有電壓施于陶瓷上。在氧化鋯陶瓷表面上施加一定電壓時(shí),陶瓷表面上也會(huì)發(fā)生尺寸變化,這一轉(zhuǎn)變是確實(shí)存在的。只有當(dāng)施以適當(dāng)?shù)膲簯?yīng)力時(shí)才能產(chǎn)生有效的電壓,即0.25MPa產(chǎn)生125V電動(dòng)勢。

PZT陶瓷具有機(jī)電耦合系數(shù)大,壓電系數(shù)大,居里溫度高等特點(diǎn),并且可以通過變更組分使其物理性能在很大范圍內(nèi)調(diào)整整,以滿足多種不同的需要。目前,PZT基壓電陶瓷在軍事上和國民經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用范圍之廣,品種之多,達(dá)到了不勝枚舉的程度。