超音波壓電陶瓷收發器之研製

Abstract

以往在許多壓電陶瓷之應用上，高壓電特性之壓電陶瓷一直是研究開發之目標，故 本實驗企圖以噴霧乾燥法及摻入少許之雜質來提昇以往鋯鈦酸鉛壓電材料之壓電特 性，以作為將來在製作超音波壓電陶瓷收發器的材料。 一般而言，噴霧乾燥法所製成之粉末，皆具有較好的流動性及較佳的均勻性。流動 性好可降低陶瓷片內部孔洞的發生進而提高陶瓷片的密度，均勻性佳可儘量避免以 往由傳統固態燒結時混合下均的情況，以獲得均勻性較佳的固溶體。所以，本實驗 採取此方法企圖以此兩項優點來提昇壓電陶瓷的壓電特性。 另一方面，摻入少許的雜質是另一種改善壓電陶瓷特性的方式。以往之文獻曾提出 ，由於少許雜質的介入，造成晶格內部有缺陷的現象出現，所以在晶格膨脹或收縮 時，區域性缺陷可降低晶格之內應力，進而提昇壓電陶瓷之壓電特性，故本實驗以 Ｎｂ2Ｏ5與（ Ｍｎ1/3Ｎｂ2/3 ）Ｏ2 作為雜質，對此一現象稍作研究。其中摻入 Ｎｂ2Ｏ5是用傳統氧化物一次混合的方式處理，而摻入（ Ｍｎ1/3Ｎｂ2/3 ）Ｏ2 是以先合成先驅物的方式，再經由較低溫鍛燒以避免鉛揮發的現象。 最後，我們將前面所製成具有較高壓電特性之壓電陶瓷，應用於超音波壓電陶瓷收 發器上，以獲得一些將來在封閉（防水）型的收發器之設計製作上所需要注意的資 料，進而能製作出高靈敏度及高 壓之超音波壓電陶瓷收發器。