Super czujniki przy wykorzystaniu ceramiki
Czujniki wysokotemperaturowe mogą funkcjonować w niezwykle gorących i zagrożonych otoczeniach, co umożliwia ich stosowanie w przestrzeni powietrznej, w procesach przemysłowych, przemyśle samochodowym i przy wytwarzaniu energii. Bardzo duże znaczenie przy wytwarzaniu takich czujników mają specyficzne materiały ceramiczne o strukturze fazowej typu Aurivilliusa. Po podgrzaniu do pewnej temperatury (o wartości znanej pod nazwą punkt Curie), ich właściwości ulegają zmianie w sposób zapewniający poprawę odczytu sygnału z czujnika. W finansowanym przez UE projekcie pod nazwą „Czujniki wysokotemperaturowe” (HITS) prowadzono badania dotyczące struktury fazowej typu Aurivilliusa materiałów ceramicznych, by wyjaśnić ich przydatność do konstrukcji wysokotemperaturowych czujników. Naukowcy studiowali sposoby wytwarzania wydajnych czujników piezoelektrycznych, tj. takich, które mogą mierzyć przyśpieszenie, siłę, ciśnienie i naprężenia. Zespół projektowy badał różne charakterystyki nowych materiałów ceramicznych, łącznie z przewodnością elektryczną, punktem Curie, magnetyzmem i innymi właściwościami. W projekcie HITS pracowano także nad wytwarzaniem mikrostruktur tych czujników przy użyciu techniki zwanej iskrowym spiekaniem plazmowym (SPS). Polega ono na szybkim nagrzewaniu materiału ceramicznego do 500°C na minutę przy bardzo wysokim ciśnieniu, przy zastosowaniu bardzo nowoczesnych urządzeń. Uzyskany w ten sposób materiał ceramiczny może osiągać właściwości piezoelektryczne, pożądane do uzyskania bardzo dokładnych charakterystyk czujników. Krótko mówiąc, w ramach projektu HITS udokumentowano szereg nowych obserwacji i wyciągnięto ważne wnioski dotyczące struktury fazowej typu Aurivilliusa materiałów ceramicznych, zwłaszcza ich właściwości ferroelektrycznych w wysokich temperaturach. Informacje te pomogą wkrótce przy wytwarzaniu bardziej złożonych czujników, które poprawią monitorowanie i bezpieczeństwo, jak również spełnią wymagania energetyczne występujące w wielu gałęziach przemysłu.
