文档介绍：压电陶瓷材料
班级:料086
姓名:朱井军
学号:089024421
压电陶瓷材料
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、频率控等
功能。在能量转换方面,利用压电陶瓷将机械能转换成电能的特性,可以制造出压电点火器、移动X光电源、炮弹引爆装置。电子打火机中就有压电陶瓷制作的火石,打火次数可在100万次以上。用压电陶瓷把电能转换成超声振动,可以用来探寻水下鱼群的位置和形状,对金属进行无损探伤,以及超声清洗、超声医疗,还可以做成各种超
声切割器、焊接装置及烙铁,对塑料甚至金属进行加工。

某些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的现象,称为压电效应。具有这种性能的陶瓷称为压电陶瓷,它的表面电荷的密度与所受的机械应力成正比。反之,当这类材料在外电场作用下,其内部正负电荷中心移位,又可导致材料发生机械变形,形变的大小与电
场强度成正比。1946年美国麻省理工学院绝缘研究室发现,在钛酸钡铁电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,从此诞了压电陶瓷。
常用的压电陶瓷有钛酸钡系、钛酸铅-锆酸铅二元系及在二元系中添加第三种ABO3(A表示二价金属离子,B表示四价金属离子或几种离子总和为正四价)型化合物,如:Pb(Mn1/3)Nb2/3)O3和Pb(CO1/3Nb2/3)O3等组成的三元系。如果在三元系统上再加入第四种或更多的化合物,可组成四元系或多元系压电陶瓷。此外,还有一种铌酸盐系压电陶瓷,如氧化钠(钾)·氧化铌(··NbO3)和氧化钡(锶)·***化铌(Bax·Sr1-x·Nb2O5)等,它们不含有毒的铅,对环境保护有利。

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。一般极化电场为3~5kV/mm,温度100~150°C,时间5~20min。这三者是影响极化效果的主要因素。性能较好的压电陶瓷,如锆钛酸铅系陶瓷,~。
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。地震是毁灭性的灾害,而且震源始于地壳深处,以前很难预测,使人类陷入了无计可施的尴尬境地。压电陶瓷对外力的敏感使它甚至可以感应到十几米外飞虫拍打翅膀对空气的扰动,用它来制作压电地震仪,能精确地测出地震强度,指示出地震的方位和距离。这不能不说是压电陶瓷的一大奇功。
压电陶瓷在电场作用下产生的形变量很小,最多不超过本身尺寸的千万分之一,别小看这微小的变化,基于这个原理制做的精确控制机构--压电驱动器,对于精密仪器和机械的控制、微电子技术、生物工程等领域都是一大福音。
谐振器、滤波器等频率控制装置,是