2021-01-23 14:09:16, 飞纳电镜 赛默飞材料表征仪器
压电陶瓷片,是一种应用广泛的电子陶瓷材料,能够实现机械能与电能的相互转化。例如,压电陶瓷蜂鸣片,由压电陶瓷片和金属震动板粘粘而成,由振荡电路激励,通过逆压电效应,压电陶瓷片产生一相对应的形变即振动,当振动频率在音频波段内时就会发出对应的音响。压电陶瓷蜂鸣片广泛应用于电子钟表、汽车喇叭、音响、通讯、遥感、计算器,电子玩具等产品。
单层压电陶瓷,在压电陶瓷两面涂覆导电电极
压电蜂鸣片与压电蜂鸣器示意图
随着科学的发展,多层压电陶瓷器件得到了长足发展。多层压电陶瓷由数层压电材料组成,与内部电极交错排列。内部电极相继定位为正极和负极,所有正电极都连接到组件一侧的一个外部电极,而负极则连接在组件的另一侧。
相比于单层压电陶瓷,多层压电陶瓷具有低压驱动、薄型化,高功率密度等优点,因此有更大的应价值。右图为某多层压电陶瓷,由 9 层压电陶瓷构成
与单层压电陶瓷相比,多层压电陶瓷的优势在于相同位移条件下所需施加的电压更低。单层压电陶瓷的位移等于压电常数 d33乘以电压,而多层压电陶瓷的位移等于压电常数 d33乘以电压乘以层数。相比于单层压电陶瓷,多层压电陶瓷具有低压驱动、薄型化、高功率密度等优点,因此具有更大应用价值。多层压电陶瓷结构示意图
多层压电陶瓷多采用传统的粘接技术制造,而低温共烧技术能够改善元件的电学和机械特性,是发展高性能陶瓷叠层复合体的重要研究方向。低温共烧多层压电陶瓷的驱动电压低,器件可靠性高,位移量大,易于集成化,具有更好的整体性能和使用稳定性,因而拥有多种优势。
扫描隧道显微镜(STM)就使用了压电陶瓷技术,要控制扫描隧道显微镜的针尖在样品表面进行高精度的扫描,采用普通机械的控制方法很难达到这一要求,而采用压电陶瓷材料就能以简单的方式将 1mV-1000V 的电压信号转换成十几分之一纳米到几微米的位移。
但是,多层压电陶瓷器件品质要求较高,其内部多层结构需要使用扫描电镜(SEM)观察,以确认每一层陶瓷是否存在缺陷,多层陶瓷的厚度是否均匀,以及作为电极的银层是否覆盖均匀,这些结构影响着器件的使用寿命。
以下采用Thermo Scientific™ 台式场发射扫描电镜能谱一体机 Phenom Pharos 观察多层压电陶瓷内部结构。
01
样品制备,将多层压电陶瓷使用导电胶固定在观察断面的样品台上
Phenom电镜采用低真空技术,对不导电样品,无需喷金,可直接观察。Phenom台式扫描电镜成像界面的右上角配置了彩色光学显微镜导航窗口,可以实时定位要观察的样品,结合全自动马达样品台,
02
使用台式场发射电镜能谱一体机 Phenom Pharos 观察多层压电陶瓷断面
03
9 层压电陶瓷内部结构
04
陶瓷层与中间的电极层界面结合情况
05
陶瓷层与中间的电极层能谱面扫结果,电极层主要成分是 Ag-Pd 合金
由于多层压电陶瓷对工艺要求非常高,因此非常有必要使用扫描电镜进行微观形貌观察及成分分析,而Phenom台式电镜操作简单,效率高,样品无需喷金即可直接观察,是强有力的表征工具。
欲了解更多信息,请
07-01 英斯特朗
连载 | 药物一致性评价与粒度分析(三)07-01 欧美克仪器
【仪器百科】LS-909丨干湿二合一激光粒度分析仪07-01 欧美克仪器
标准物质解决方案 | PFASs(全氟及多氟化合物)06-29
第九期阿尔塔有约 | 环境专题【新污染物:PFAS】技术研讨会精彩回顾及提问解答06-29
“绿色技术范式”,分析化学未来发展方向——访中国分析测试协会副理事长、辽宁省分析科学研究院原院长刘成雁教授06-29 转载仪器信息网
华西医院-标准型数显脑立体定位仪、双通道体温维持仪、体式显微镜安装完成06-29 迈越生物
科鉴检测助力2家仪器企业获得首批产品可靠性认证证书06-28 科鉴检测
德国耶拿:锂电池生命周期分析解决方案06-28 德国耶拿
AI已来!生命科学本科教学如何紧跟技术浪潮06-28 Opentrons
盛瀚售后,五星级服务的秘诀是什么?06-28 SHINE
专为汽车制造商打造的柔性解决方案——实现制程控制06-28
西北工业大学-脑立体定位仪安装完成06-28 迈越生物
会议邀请 | 第九届海上检验医师论坛06-28
卓立要闻 | 创新发展ing…6月卓立“大事小情”速览06-28 光电行业都会关注
打造信任合作伙伴!2024年度卓立汉光客户满意度调查开启06-28 光电行业都会关注
如何挑选适用于三阶光学非线性的测量系统?Z扫描测量系统来助力!06-28 光电行业都会关注
招聘启事—中国科学院沈阳自动化研究所微纳光学测量表征技术课题组06-28 光电行业都会关注
谱育科技作为主要完成方 荣获2023年度国家科学技术进步一等奖和二等奖06-28 点击关注→
仪器原理丨顶空仪与吹扫捕集仪科普小知识06-28 天美色谱