压电陶瓷用途

压电陶瓷用途

压电陶瓷是一种特殊的陶瓷材料，具有压电效应。它在应用领域有着广泛的用途。本文将从几个方面介绍压电陶瓷的用途。

一、传感器领域

压电陶瓷具有压电效应，当施加力或压力时，会产生电荷或电压。因此，它在传感器领域有着重要的应用。例如，压电陶瓷可以用于压力传感器，通过测量电荷或电压的变化来测量外界压力的大小。此外，压电陶瓷还可以用于加速度传感器、力传感器、声音传感器等。

二、声学设备领域

压电陶瓷在声学设备领域有着广泛的应用。例如，压电陶瓷可以用于扬声器，通过施加电压来产生声音。同时，它也可以用于麦克风，通过感应声音振动来产生电信号。此外，压电陶瓷还可以用于超声波发生器、声纳等声学设备。

三、机械设备领域

由于压电陶瓷具有压电效应和压电逆效应，可以将机械能转化为电能，也可以将电能转化为机械能。因此，在机械设备领域有着广泛的应用。例如，压电陶瓷可以用于振动器，通过施加电压来产生机械振动。同时，它也可以用于马达或执行器，通过施加电压来实现精确的运动控制。

四、医疗设备领域

压电陶瓷在医疗设备领域也有着重要的应用。例如，压电陶瓷可以用于超声波医疗设备，通过施加电压来产生超声波，用于医学诊断和治疗。此外，压电陶瓷还可以用于人工耳蜗，将声音转化为电信号，帮助聋哑人恢复听力。

五、电子设备领域

压电陶瓷在电子设备领域也有着广泛的应用。例如，压电陶瓷可以用于压电陶瓷滤波器，通过施加电压来改变其振动频率，实现信号的滤波和调谐。此外，压电陶瓷还可以用于电子驱动器、电子开关等电子设备。

压电陶瓷具有广泛的应用领域，包括传感器、声学设备、机械设备、医疗设备以及电子设备等。它的独特性能使其成为许多领域中不可或缺的材料。随着科技的不断发展，相信压电陶瓷的应用领域还将不断拓展和深化。

压电陶瓷用途

压电陶瓷用途 压电陶瓷是一种特殊的陶瓷材料，具有压电效应。它在应用领域有着广泛的用途。本文将从几个方面介绍压电陶瓷的用途。 一、传感器领域 压电陶瓷具有压电效应，当施加力或压力时，会产生电荷或电压。因此，它在传感器领域有着重要的应用。例如，压电陶瓷可以用于压力传感器，通过测量电荷或电压的变化来测量外界压力的大小。此外，压电陶瓷还可以用于加速度传感器、力传感器、声音传感器等。 二、声学设备领域 压电陶瓷在声学设备领域有着广泛的应用。例如，压电陶瓷可以用于扬声器，通过施加电压来产生声音。同时，它也可以用于麦克风，通过感应声音振动来产生电信号。此外，压电陶瓷还可以用于超声波发生器、声纳等声学设备。 三、机械设备领域 由于压电陶瓷具有压电效应和压电逆效应，可以将机械能转化为电能，也可以将电能转化为机械能。因此，在机械设备领域有着广泛的应用。例如，压电陶瓷可以用于振动器，通过施加电压来产生机械振动。同时，它也可以用于马达或执行器，通过施加电压来实现精确的运动控制。

四、医疗设备领域 压电陶瓷在医疗设备领域也有着重要的应用。例如，压电陶瓷可以用于超声波医疗设备，通过施加电压来产生超声波，用于医学诊断和治疗。此外，压电陶瓷还可以用于人工耳蜗，将声音转化为电信号，帮助聋哑人恢复听力。 五、电子设备领域 压电陶瓷在电子设备领域也有着广泛的应用。例如，压电陶瓷可以用于压电陶瓷滤波器，通过施加电压来改变其振动频率，实现信号的滤波和调谐。此外，压电陶瓷还可以用于电子驱动器、电子开关等电子设备。 压电陶瓷具有广泛的应用领域，包括传感器、声学设备、机械设备、医疗设备以及电子设备等。它的独特性能使其成为许多领域中不可或缺的材料。随着科技的不断发展，相信压电陶瓷的应用领域还将不断拓展和深化。

简述压电陶瓷在乐器识音方面的应用

简述压电陶瓷在乐器识音方面的应用 在当今人类的生活中，乐器的普及范围越来越广，人们对乐器的需求越来越多，由此衍生出的新兴职业与科学技术也越来越多。为了满足人们对乐器音调及音色的识别需求，历史上出现了音叉工具，而随着科学技术水平的提高，各种各样的电子乐音音调辨别技术也在日趋发展。市面上销售的电子吉他校音器、智能手机软件中的歌曲录制及识别程序，其基本原理便是能准确识别录制或播放的乐音的音调，从而确定与库中的乐曲音调进行匹配；电音吉他中的拾音器、唱片播放设备的磁头等，也是通过电磁技术，将乐音的音调、音色等进行准确表达。 压电陶瓷作为一种能够将机械能和电能互相转换的陶瓷材料，其功能已经在扬声器、路面震动测量仪、脉搏测量、压电点火器、移动X光电源、炮弹引爆装置等技术中得到广泛使用。利用其对振动的敏感特性，压电陶瓷在声学领域的应用也逐渐被发掘，例如蜂鸣器、声纳等，但国内对于压电陶瓷识别乐音这一应用方向的研究并不多。本研究将通过简单的方法，用吉他作为实验对象，对乐音识音的最基础部分——音调的频率识别进行实验，证明其可行性。 图1 1 背景 1.1 压电效应与压电陶瓷 压电效应是在一定条件下实现机械能与电能相互转化的现象。当某些材料受到机械力而产生拉伸或压缩时，其内部产生极化现象，使材料相对的两个表面出现等量异号电荷，外力越大，则表面电荷越多，这种效应一般称做正压电效应，表面电荷的符号视外力的方向而定。当在这些材料上加电场时，会产生机械形变，如果是交变电场，则会交替出现伸长或压缩，即发生机械振动。这种现象称之为逆压电效应。 压电陶瓷是人工制造的具有压电效应的多晶压电材料。 1.2 压电陶瓷在声音领域的应用 在音乐及音响领域中，压电陶瓷发挥着巨大的作用。声音转换器是最常见的应用之一。像拾音器、传声器、耳机、蜂鸣器、超声波探测仪、声纳、材料的超声波探伤仪等都可以用压电陶瓷做声音转换器。如儿童玩具上的蜂鸣器就是电流

压电陶瓷应用研究进展

引言压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料 ,它具有压电效应。所谓压电效应是指由应力诱导出极化 (或电场 ) ,或由电场诱导出应力 (或应变 )的现象 ,前者为正压电效应 ,后者为负压电效应 ,两者统称为压电效应。目前为止 ,压电陶瓷的这种压电效应已被应用到与人们生活密切相关的许多领域 ,遍及工业、军事、医疗卫生、日常生活等。可见压电陶瓷应用的研究意义非常重大。随着新工艺和新材料的出现 ,压电陶瓷应用日新月异 ,本文描述了一些压电陶瓷新应用成果。2压电陶瓷的广泛应用压电陶瓷的应用十分广泛。大体说来 ,可分为频率控制、换能传感和光电器件等方面。2 1压电陶瓷频率控制器件压电频率控制器件有滤波器、谐振器和延迟线等 ,这类器件使用于道倍机、微机、彩电延迟电路等中。压电陶瓷片 (压电振子 )在外加交变电压作用下 ,会产生一定频率的机械振动。在一般情况下这种振动的振幅很小 ,但是当所加电压的频率与压电振子的固有机械振动频率相同时会引起共振 ,振幅大大增加。这时 ,交变电场通过逆压电效应产生应变 ,而应变又通过正压电效应产生电流 ,电能和机. 免费能源--压电陶瓷的新用途。 压电陶瓷 4000千瓦压电能量回收系统在以色列的高速公路（一公里能发出的电力是400千瓦电 能。) 压电陶瓷是我们常见的“免费能源”比如，你身上的打火机。你家煤气炉子的打火器。 还有压电陶瓷扬声器。 但是有没有人想过：用她来建一座发电厂呢？ 以色人就想到这点。并且…建成?--以汽车驶过。路基受压。的压电陶瓷公路。这种压力是 不必付 款的免费能源。只要初期投资。以后将不必要任何"能源"的再投入。而且永远免费。

压电陶瓷及其应用

压电瓷及其应用 一. 概述 压电瓷是一种具有压电效应的多晶体，由于它的生产工艺与瓷的生产工艺相似〔原料粉碎、成型、高温烧结〕因而得名。 *些各向异性的晶体，在机械力作用下，产生形变，使带电粒子发生相对位 移，从而在晶体外表出现正负束缚电荷，这种现象称为压电效应。晶体的这种性质称为压电性。压电性是J·居里和P·居里兄弟于1880年发现的。几个月后他们又用实验验证了逆压电效应、即给晶体施加电压时，晶体会产生几何形变。 1940年以前，只知道有两类铁电体〔在*温度围不仅具有自发极化，而且 自发极化强度的发向能因外场强作用而重新取向的晶体〕：一类是罗息盐和*些关系密切的酒石酸盐；一类是磷酸二氢钾盐和它的同品型物。前者在常温下有 压电性，技术上有使用价值，但有易溶解的缺点；后者要在低温〔低于—14 C〕 下才有压电性，工程使用价值不大。 1942-1945年间发现钛酸钡〔BaTiO〕具有异常高的介电常数，不久又发 现它具有压电性，BaTi O压电瓷的发现是压电材料的一个飞跃。这以前只有压电单晶材料，此后出现了压电多晶材料——压电瓷，并获得广泛应用。1947年美国用BaTiO瓷制造留声机用拾音器，日本比美国晚用两年。BaTiO存在压电性比罗息盐弱和压电性随温度变化比石英晶体大的缺点。 1954年美国B·贾菲等人发现了压电PbZrO -PbTiO(PZT)固溶体系统， 这是一个划时代大事，使在BaTiO时代不能制作的器件成为可能。此后又研制出PLZT透明压电瓷，使压电瓷的应用扩展到光学领域。 迄今，压电瓷的应用，上至宇宙开发，下至家庭生活极其广泛。 我国对压电瓷的研究始于五十年代末期，比国外晚10年左右，目前在压电 瓷的试制、工业生产等方面都已有相当雄厚力量，有不少材料已到达或接近国际水平。 二. 压电瓷压电性的物理机制 压电瓷是一种多晶体，它的压电性可由晶体的压电性来解释，晶体在机械力作用下，总的电偶极矩〔极化〕发生变化，从而呈现压电现象、因此压电性

雷达中压电陶瓷的应用原理

雷达中压电陶瓷的应用原理 1. 什么是雷达 雷达（Radar）全称雷射脉冲探测与放射，是一种利用电磁波通过探测和分析 目标反射波而获得目标距离、速度和其他特征的技术。 2. 压电陶瓷在雷达中的应用 压电陶瓷是一种具有压电效应的陶瓷材料，能够将机械能转化为电能或者将电 能转化为机械能。在雷达技术中，压电陶瓷常常被用于发射和接收声波信号，并用于超声雷达和声纳系统中。 2.1 压电陶瓷的发射原理 压电陶瓷的发射原理是利用压电效应将电能转化为机械能，从而产生声波。在 雷达中，压电陶瓷通常被用作声源，通过施加电压来使其产生声波信号。这些声波信号经过放大和控制后，可以被发射至目标物体，然后返回雷达系统。 2.2 压电陶瓷的接收原理 压电陶瓷的接收原理是利用压电效应将机械能转化为电能，从而将目标返回的 声波信号转化为电信号。在雷达系统中，接收到的声波信号会通过压电陶瓷的接收器件转化为电信号，并经过放大和处理后，可以用于分析目标的特征，如距离、速度等。 3. 压电陶瓷在雷达中的优势 压电陶瓷在雷达中具有以下优势： •高灵敏度：压电陶瓷能够快速响应并转化机械能和电能之间的转换，具有高灵敏度。 •宽频带：压电陶瓷的频率响应范围很宽，适合用于各种频率的雷达系统。 •耐高温：压电陶瓷能够在高温环境下工作，适用于一些特殊环境的雷达应用。 •能量稳定性：压电陶瓷的能量输出稳定，不容易受到外界环境的干扰。

4. 压电陶瓷在雷达中的应用案例 4.1 超声雷达 超声雷达是一种利用超声波进行目标检测和距离测量的技术。在超声雷达中，压电陶瓷被用作声源和接收器件，通过发射和接收超声波信号来实现目标的探测和测距。 4.2 声纳系统 声纳系统是利用声波在介质中传播和反射的原理进行目标探测和测距的技术。在声纳系统中，压电陶瓷被用作声源和接收器件，通过发射和接收声波信号来实现目标的探测和测距。 5. 总结 压电陶瓷在雷达技术中的应用十分广泛。它可以作为声源和接收器件，利用压电效应将机械能和电能进行转换，从而生成和接收声波信号。压电陶瓷具有高灵敏度、宽频带、耐高温和能量稳定性等优势，非常适合用于雷达系统中。通过应用压电陶瓷，雷达技术可以实现更好的目标探测和测距效果。

压电器件的用途

压电器件的用途 压电器件是一种能够将机械能转化为电能或者将电能转化为机械能的器件。它们广泛应用于各种领域，包括声学、电子、医疗、机械、航空航天等。本文将介绍压电器件的一些常见用途。 1. 声学 压电器件在声学领域中有着广泛的应用。例如，压电陶瓷可以用于制造扬声器、麦克风、声纳等设备。在扬声器中，压电陶瓷可以将电信号转化为机械振动，从而产生声音。在麦克风中，压电陶瓷可以将声音转化为电信号，从而实现声音的录制和传输。在声纳中，压电陶瓷可以将电信号转化为声波，从而实现水下探测和通信。 2. 电子 压电器件在电子领域中也有着广泛的应用。例如，压电陶瓷可以用于制造振荡器、滤波器、传感器等设备。在振荡器中，压电陶瓷可以将电信号转化为机械振动，从而产生高频信号。在滤波器中，压电陶瓷可以根据不同的频率选择性地传递或者阻止信号。在传感器中，压电陶瓷可以将机械变形转化为电信号，从而实现物理量的测量和控制。 3. 医疗

压电器件在医疗领域中也有着广泛的应用。例如，压电陶瓷可以用于制造超声波探头、心脏起搏器、人工耳蜗等设备。在超声波探头中，压电陶瓷可以将电信号转化为声波，从而实现人体内部的成像和诊断。在心脏起搏器中，压电陶瓷可以将电信号转化为机械振动，从而实现心脏的节律控制。在人工耳蜗中，压电陶瓷可以将声音转化为电信号，从而实现听力的恢复。 4. 机械 压电器件在机械领域中也有着广泛的应用。例如，压电陶瓷可以用于制造精密定位系统、振动控制系统、智能材料等设备。在精密定位系统中，压电陶瓷可以根据电信号的变化实现微小的机械位移，从而实现高精度的定位和控制。在振动控制系统中，压电陶瓷可以根据机械振动的变化实现电信号的调节，从而实现振动的控制和抑制。在智能材料中，压电陶瓷可以根据外界的刺激实现形状的变化和运动，从而实现智能材料的应用。 5. 航空航天 压电器件在航空航天领域中也有着广泛的应用。例如，压电陶瓷可以用于制造飞行器的控制系统、传感器、陀螺仪等设备。在控制系统中，压电陶瓷可以根据电信号的变化实现机械部件的运动和控制，从而实现飞行器的姿态控制和稳定。在传感器中，压电陶瓷可以根据机械变形的变化实现电信号的变化，从而实现飞行器的状态监测

压电效应和声音产生

压电效应和声音产生 压电效应是指某些晶体在受到机械应力作用时，会产生电荷分离现象，从而产生电压差。这种效应最早由法国物理学家皮埃尔·居里和雅克·居里在1880年发现，并因此获得了1903年的诺贝尔物理学奖。压电效应的应用非常广泛，其中之一就是声音的产生。 声音是一种机械波，它是由物体的振动引起的。当物体振动时，会产生压力波，这些压力波在空气中传播，最终被人耳接收并产生听觉感受。压电效应可以用来产生声音的原理是，当压电材料受到机械应力作用时，会发生形变，从而产生电荷分离。这些电荷分离会导致电场的变化，进而引起电流的流动。当电流通过一个声音放大器时，就可以将电信号转化为声音信号，从而产生声音。 压电效应的应用非常广泛。在声音产生方面，压电陶瓷是最常用的材料之一。压电陶瓷具有良好的压电性能，可以将机械能转化为电能，从而产生声音。压电陶瓷广泛应用于扬声器、麦克风、传感器等设备中。例如，扬声器中的振动膜就是由压电陶瓷制成的，当电信号通过压电陶瓷时，会引起振动膜的振动，从而产生声音。同样地，麦克风中的压电陶瓷也可以将声音转化为电信号，从而实现声音的录制和传输。 除了声音产生，压电效应还有其他的应用。例如，压电陶瓷可以用于超声波的发射和接收。超声波是一种频率高于人耳听觉范围的声波，它在医学、工业、生物等领域有着广泛的应用。压电陶瓷可以将

电信号转化为超声波信号，从而用于超声波的发射。同时，压电陶瓷也可以将超声波信号转化为电信号，从而用于超声波的接收和检测。 此外，压电效应还可以用于能量的转换和储存。由于压电材料可以将机械能转化为电能，因此可以将压电材料应用于能量的转换和储存装置中。例如，压电陶瓷可以用于制作压电发电机，将机械能转化为电能。这种发电机可以应用于一些无线传感器网络、自供电传感器等场合，实现能量的自给自足。 总之，压电效应是一种重要的物理现象，它可以用来产生声音，并在声音产生、超声波发射接收、能量转换储存等方面有着广泛的应用。随着科技的不断发展，压电效应的应用前景将会更加广阔。

压电陶瓷蜂鸣片用途

压电陶瓷蜂鸣片用途 压电陶瓷蜂鸣片，作为一种常见的压电元件，具有广泛的应用领域。它的主要作用是将电能转化为声能，产生声音信号。下面将介绍压电陶瓷蜂鸣片的用途。 1. 电子产品中的提示音 压电陶瓷蜂鸣片常被用于电子产品中的提示音功能，如手机、计算机、电视机、电子钟等。当这些设备需要进行提醒或警示时，蜂鸣片会发出特定的声音，吸引人们的注意。比如手机来电、电子闹钟响铃等。 2. 家用电器中的报警装置 压电陶瓷蜂鸣片也常被应用于家用电器中的报警装置，如烟雾报警器、防盗报警器等。当检测到烟雾或有可疑行为时，蜂鸣片会发出响亮的警报声，提醒人们注意安全。 3. 工业设备中的信号指示 在工业设备中，压电陶瓷蜂鸣片常被用作信号指示装置，如机械设备的故障报警、设备运行状态的指示等。通过发出不同频率或不同节奏的声音信号，蜂鸣片可以将设备运行情况传达给操作人员，帮助他们监控设备状态。 4. 医疗器械中的警报装置 在医疗器械中，压电陶瓷蜂鸣片也有着重要的用途。比如在手术室

中，蜂鸣片可用作警报装置，用于提醒医护人员注意手术进程或报警。此外，蜂鸣片还可以被应用于各种监护设备中，如心率监测仪、血氧仪等，用于发出警报以提醒医护人员病情变化。 5. 汽车中的声音提示 压电陶瓷蜂鸣片也广泛应用于汽车行业。在汽车中，蜂鸣片可以用作车辆的声光报警装置，如倒车雷达报警、安全带未系提示等。此外，在车载导航系统中，蜂鸣片还可以用于发出导航语音提示，提醒驾驶员转向或到达目的地。 6. 电子游戏中的音效 在电子游戏中，压电陶瓷蜂鸣片被广泛应用于音效功能。通过发出不同频率和声音的蜂鸣，使游戏更加真实有趣，增强玩家的沉浸感。比如在射击类游戏中，蜂鸣片可以模拟枪声；在赛车类游戏中，蜂鸣片可以模拟引擎声音等。 总结起来，压电陶瓷蜂鸣片具有广泛的应用领域，包括电子产品的提示音、家用电器的报警装置、工业设备的信号指示、医疗器械的警报装置、汽车的声音提示以及电子游戏的音效等。蜂鸣片通过将电能转化为声能，发出特定的声音信号，起到提醒、警报、指示等作用。随着科技的不断发展，压电陶瓷蜂鸣片的用途还将不断扩展和创新。

压电陶瓷谐振器用途

压电陶瓷谐振器用途 压电陶瓷谐振器是一种能够将电能转化为机械能的器件，它具有高频率、高稳定性和高品质因数等特点，因此在很多领域中有着广泛的应用。 压电陶瓷谐振器在无线通信领域中发挥着重要作用。在手机、无线电和卫星通信等设备中，压电陶瓷谐振器被用作振荡器和滤波器，能够产生稳定的高频信号以及滤除杂散信号，确保通信质量和传输速率。此外，压电陶瓷谐振器还能够用于频率合成器和频率控制器，使通信设备能够在不同频段之间快速切换。 压电陶瓷谐振器在医疗领域中也有着重要的应用。例如，在超声医学中，压电陶瓷谐振器被用作超声发射和接收器件，能够产生高频声波并接收回波信号，用于医学成像和诊断。此外，压电陶瓷谐振器还可以用于超声波清洗器、超声波手术刀等医疗设备中，提供高频率和高效能的超声波振动。 压电陶瓷谐振器还广泛应用于精密仪器和仪表中。在光学仪器中，压电陶瓷谐振器可用作光学镜片的调焦元件，通过改变陶瓷片的形状来实现光路的调节。在精密测量仪器中，压电陶瓷谐振器可用于精确控制移动部件的位置和速度，确保测量结果的准确性和稳定性。 压电陶瓷谐振器还被广泛应用于声学和声波领域。在音频设备中，压电陶瓷谐振器可用于扬声器和麦克风等声学元件，能够产生高质

量的声音和接收清晰的声音信号。在声波传感器中，压电陶瓷谐振器能够将声波信号转化为电信号，用于声波检测和测量。 压电陶瓷谐振器还可以应用于能量转换和能量收集领域。通过利用压电效应，压电陶瓷谐振器可以将机械振动转化为电能，用于供电或储能。这在一些无线传感器网络、智能穿戴设备和可穿戴设备中具有重要意义，能够实现自动供电，延长电池寿命。 压电陶瓷谐振器作为一种高频率、高稳定性的器件，在无线通信、医疗、精密仪器、声学和能量转换等领域中发挥着重要作用。随着科技的不断进步和应用需求的不断增加，压电陶瓷谐振器的应用前景将会更加广阔。

功能陶瓷

功能陶瓷浅析 前言 中国是陶瓷的故乡，陶瓷从古至今在人们生活中一直扮演着重要的角色，我们用的烹饪器具，锅碗瓢盆，装饰材料等等都用到了陶瓷材料，这为人们的工作和生活提供了大大的便利。然而，这只是我们认识到的传统意义上的陶瓷，它的应用范围也只是局限于生活中的几个方面。其实陶瓷的用途远不止这些，随着科技的进步和社会的发展，陶瓷已经应用到各个领域，包括能源、交通、医疗、环保、国防、航空航天等等，这就是所谓的新型陶瓷，也就是功能陶瓷，它们在各个领域发挥着举足轻重的作用。 正文 功能陶瓷是在原料、制备工艺上区别于传统陶瓷的，功能陶瓷不仅具备传统陶瓷的优良特点，同时还开发了其在力、光、电、声、磁、化学等方面的性能。 常见的功能陶瓷有压电陶瓷、生物陶瓷、超导陶瓷、磁性陶瓷、化学陶瓷等。 1.压电陶瓷 压电陶瓷是功能陶瓷中用途最广泛的一种功能陶瓷，据统计，压电陶瓷占整个功能陶瓷市场三分之一的份额。由此可见其重要性。 压电陶瓷的制造特点是在直流电场下对铁电陶瓷进行极化处理，使之具有压电效应。所谓压电效应是指某些介质在力的作用下，产生形变，引起介质表面带电，这是正压电效应。反之，施加激励电场，介质将产生机械变形，称逆压电效应。这种奇妙的效应已经被科学家应用在与人们生活密切相关的许多领域，以实现能量转换、传感、驱动、频率控制等功能。 压电陶瓷主要用于制造超声换能器、水声换能器、电声换能器、陶瓷滤波器、陶瓷变压器、陶瓷鉴频器、高压发生器、红外探测器、声表面波器件、电光器件、引燃引爆装置和压电陀螺等。 压电陶瓷具有敏感的特性，可以将极其微弱的机械振动转换成电信号，可用于声纳系统、气象探测、遥测环境保护、家用电器等。地震是毁灭性

压电元件的基本原理

压电元件的基本原理 压电元件是一种能够产生电荷变化或机械变形的材料。其基本原理是当施加力或压力时，压电材料会发生形变，产生电荷变化或电势差。这种现象被称为压电效应，是压电元件工作的基础。 压电材料一般具有非中心对称结构，如石英、铁电材料等。在这些材料中，晶格的正负离子会因压力的作用而发生微小位移，从而引起电荷的不平衡。这种电荷的不平衡会导致电场的形成，产生电势差。当施加外加电场时，电势差会导致晶格的变形，从而产生机械振动。压电效应的产生与材料的结构和晶格特性密切相关。 压电元件主要由压电材料和电极组成。压电材料通常是一种薄片状的陶瓷材料，如PZT（铅锆钛酸铅）和PZN-PT（铅锆钛酸铅镁）等。这些材料具有良好的压电性能和稳定性，可广泛应用于压电传感器、压电马达和压电陶瓷等领域。 在压电元件中，电极的作用是引导电荷的流动。一般情况下，压电材料的两侧会贴上电极，形成正负极。当施加外加电压时，电荷会在电极之间产生移动，从而产生电流。反之，当施加外加压力时，压电材料会发生形变，导致电荷的不平衡，产生电势差。这种电势差可以被电极接收和测量。 压电元件在实际应用中具有广泛的用途。例如，压电传感器可以将压力或力转换为电信号，用于测量和控制。压电陶瓷可用于制造超

声换能器，广泛应用于医学成像、清洗和检测等领域。此外，压电元件还可以作为振动源，用于制造压电马达和压电陶瓷喷墨头等。压电元件的基本原理是利用压电效应，将施加的力或压力转化为电荷变化或机械变形。通过合理设计和选择压电材料，以及合适的电极配置，可以实现不同类型和性能的压电元件。这些元件在各个领域具有重要的应用价值，为现代科技的发展做出了重要贡献。

压电陶瓷综述

摘要:本文综述了无铅压电陶瓷研究开发的相关进展,着重介绍了钙钛矿结构无铅压电陶瓷(包括BaTiO3(BT)基无铅压电陶瓷、Bi1/2Na1/2TiO3(BNT)基无铅压电陶瓷、碱金属铌酸盐K1/2Na1/2NbO3(KNN)基无铅压电陶瓷)、钨青铜结构无铅压电陶瓷及铋层状结构无铅压电陶瓷等不同陶瓷种类的相关体系、制备方法及压电铁电性能,并根据相关性能参数分析了无铅压电器件的应用领域,最后对其发展前景进行了展望。 关键词:无铅压电陶瓷;钙钛矿结构;钨青铜结构;铋层状结构 1引言 压电陶瓷作为一种将机械能与电能相互转换的重要功能材料,因具有稳定的化学特性、优异的物理性能、易于制备各种形状和任意极化方向的材料特性,广泛应用于基于压电等效电路的振荡器、滤波器和传感器,各种类型的水声、超声、电声换能器等,遍及日常生活、工业生产以及军事等领域[1]。 随着电子信息技术的飞速发展,现在对电子元器件的小型化、功能化、低成本、高稳定性的要求更高,压电陶瓷材料及其应用研究也正在加深,期望得到具有性能好、品种多、增值高、污染少等优点的压电陶瓷材料。目前大规模使用的压电陶瓷材料主要是性能优异的以PZT为基的二元系及多元系陶瓷,但是PbO(或Pb3O4)含量约占其原料总量的70%左右,PbO有毒、高温下具有挥发性,在材料的制备过程中不仅危害环境,而且使其化学计量式偏离了计算配方,进而使产品一致性和重复性降低,导致陶瓷性能下降。另外,含铅器件废弃后也会给人类及生态环境带来危害,如果将其回收实施无公害处理,所需成本将很高,甚至远高于当初器件的制造成本[2]。因此,不管是为了满足市场需求,还是出于保护环境,压电陶瓷材料的无铅化是必然趋势 ,进行无铅压电陶瓷及其应用的研究开发将是一个具有现实意义的课题。 2无铅压电陶瓷概况 无铅压电陶瓷,也称为环境协调压电陶瓷,要求陶瓷材料既具有尽可能高的压电性能又具有良好的环境协调性。从20世纪60年代起国内外的科研人员就开始了对铌酸盐和钛酸盐为主的钙钛矿结构无铅压电陶瓷的研究。在近些年来,无铅压电陶瓷的研究开发和应用研究有了实质性的进展,已成为当前铁电压电材料及其应用研究的热点之一,而且无铅压电陶瓷知识产权的竞争非常激烈[3]。随着欧盟的ROSH指令的执行和我国信息产业部的对电子产品的环保要求,在国际和国内的电子产品制造中应用量大、面广的电子封装、焊接、电子浆料和电容器介质材料已经基本实现无铅化,而无铅压电陶瓷目前还没有产业化。 目前,按晶体结构分类,无铅压电陶瓷的研究主要有以下三个系列:钙钛矿结构,含铋层状结构及钨青铜结构等[4]。这些无铅压电材料由于其成份和结构的不同,故其压电性能各有特点,根据器件应用性能参数的要求,实际应用领域也各有侧重。例如,铋层状结

压电陶瓷文献综述1

压电陶瓷文献综述 班级： 姓名： 学号： 专业：

压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的信息功能陶瓷材料压电效应{1},压电陶瓷除具有压电性外, 还具有介电性、弹性等, 已被广泛应用于医学成像、声传感器、声换能器、超声马达等。压电陶瓷利用其材料在机械应力作用下，引起内部正负电荷中心相对位移而发生极化，导致材料两端表面出现符号相反的束缚电荷即压电效应而制作，具有敏感的特性，压电陶瓷主要用于制造超声换能器、水声换能器、电声换能器、陶瓷滤波器、陶瓷变压器、陶瓷鉴频器、高压发生器、红外探测器、声表面波器件、电光器件、引燃引爆装置和压电陀螺等{2}，除了用于高科技领域，它更多的是在日常生活中为人们服务，为人们创造更美好的生活而努力。 基本释义 压电陶瓷是一类具有压电特性的电子陶瓷材料。与典型的不包含铁电成分的压电石英晶体的主要区别是：构成其主要成分的晶相都是具有铁电性的晶粒{3}。由于陶瓷是晶粒随机取向的多晶聚集体，因此其中各个铁电晶粒的自发极化矢量也是混乱取向的{4}。为了使陶瓷能表现出宏观的压电特性，就必须在压电陶瓷烧成并于端面被复电极之后，将其置于强直流电场下进行极化处理，以使原来混乱取向的各自发极化矢量沿电场方向择优取向. 经过极化处理后的压电陶瓷，在电场取消之后，会保留一定的宏观剩余极化强度，从而使陶瓷具有了一定的压电性质{5}。 发展历史

1880年，居里兄弟首先发现电气石的压电效应，从此开始了压电学的历史{6}。 1881年，居里兄弟实验验证了逆压电效应，给出石英相同的正逆压电常数{7}。 1894年，Voigt指出，仅无对称中心的二十种点群的晶体才有可能具有压电效应，石英是压电晶体的一种代表，它被取得应用。 第一次世界大战，居里的继承人郎之万，最先利用石英的压电效应，制成了水下超声探测器，用于探测潜水艇，从而揭开了压电应用史篇章{8}。 第二次世界大战中发现了BaTiO3陶瓷，压电材料及其应用取得划时代的进展。 1946年美国麻省理工学院绝缘研究室发现，在碳酸钡贴陶瓷上施加直流高压电场，使其自发极化沿电场方向择优取向，除去电场后仍能保持一定的剩余极化，使它具有压电效应，从此诞生了压电陶瓷{9}。 1947年，美国Roberts在BaTiO3陶瓷上，施加高压进行极化处理，获得了压电陶瓷的电压性，随后，日本积极开展利用BaTiO3压电陶瓷制作超声换能器、高频换能器、压力传感器、滤波器、谐振器等各种压电器件的应用研究，这种研究一直进行到50年代中期{10}。 1955年，美国B.Jaffe{11}等人发现了比BaTiO3压电性更优越的PZT 压电陶瓷，促使压电器件的应用研究又大大地向前推进了一大步。

压电陶瓷的压电原理与制作工艺

压电陶瓷的压电原理与制作工艺 1.压电陶瓷的用途 随着高新技术的不断发展，对材料提出了一系列新的要求。而压电陶瓷作为一种新型的功能材料占有重要的地位，其应用也日益广泛。压电陶瓷的主要应用领域举例如表1所示。

2.压电陶瓷的压电原理 2.1 压电现象与压电效应 在压电陶瓷打火瓷柱垂直于电极面上施加压力，它会产生形变，同时还会产生高压放电。在压电蜂鸣器电极上施加声频交变电压信号，它会产生形变，同时还会发出声响。归纳这些类似现象，可得到正、逆压电效应的概念，即：压电陶瓷因受力形变而产生电的效应，称为正压电效应。压电陶瓷因加电压而产生形变的效应，称为逆压电效应。 2.2 压电陶瓷的内部结构 材料学知识告诉我们，任何材料的性质是由其内部结构决定的，因而要了解压电陶瓷的压电原理，明白压电效应产生的原因，首先必须知道压电陶瓷的内部结构。 2.2.1 压电陶瓷是多晶体 用现代仪器分析表征压电陶瓷结构，可以得到以下几点认识： （1）压电陶瓷由一颗颗小晶粒无规则“镶嵌”而成，如图1所示。 图1 BSPT压电陶瓷样品断面SEM照片 （2）每个小晶粒微观上是由原子或离子有规则排列成晶格，可看为一粒小单晶，如图2所示。 图2 原子在空间规则排列而成晶格示意图

（3） 每个小晶粒内还具有铁电畴组织，如图3所示。 图3 PZT 陶瓷中电畴结构的电子显微镜照片 （4） 整体看来，晶粒与晶粒的晶格方向不一定相同，排列是混乱而无规则的，如图4 所示。这样的结构，我们称其为多晶体。 图4 压电陶瓷晶粒的晶格取向示意图 2.2.2 压电陶瓷的晶胞结构与自发极化 （1） 晶胞结构 目前应用最广泛的压电陶瓷是钙钛矿（CaTiO 3）型结构，如PbTiO 3、BaTiO 3、K x Na 1-x NbO 3、Pb(Zr x Ti 1-x )O 3等。 该类材料的化学通式为ABO 3。式中A 的电价数为1或2，B 的电价为4或5价。其晶胞 （晶格中的结构单元）结构如图5所示。 图5 钙钛矿型的晶胞结构 压电陶瓷的晶胞结构随温度的变化是有所变化的。如下式及图6所示。 PbTiO 3（PT ）：四方相 立方相 BaTiO 3（BT ）：三角相 正交相 四方相 立方相 6 钛酸钡晶胞结构随温度的转变 （2） 自发极化的产生 490 -90℃ 5℃ 120℃