压电陶瓷的压电原理与制作工艺

1 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。 表 1 压电陶瓷的主要应用领域举例 应用领域 举 例 一 电源 压电变压器 雷达，电视显像管，阴极射线管，盖克技术管，激光管和电子复制机等高压电源和压电点火装置 二 信号源 标准信号源 振荡器，压电音叉，压电音片等用作精密仪器中的时间和频率标准信号源 三 信号转换 电声换能器 拾声器，送话器，受话器，扬声器，蜂鸣器等声频范围的电声器件 四 发射与接收 超声换能器 超声切割，焊接，清洗，搅拌，乳化及超声显示等频率高于20KHz的超声器件，压电马达，探测地质构造，油井固实程度，无损探伤和测厚，催化反应，超声衍射，疾病诊断等各种工业用的超声器件 水声换能器 水下导航定位，通讯和探测的声纳，超声探测，鱼群探测和传声器等 五 信号处理 滤波器 通讯广播中所用各种分立滤波器和复合滤波器，如彩电中频滤波器；雷达，自控和计算系统所用带通滤波器，脉冲滤波器等 放大器 声表面信号放大器以及振荡器，混频器，衰减器，隔离器等 表面波导 声表面波传输线 六 传感与计测 加速度计 压力计 工业和航空技术上测定振动体或飞行器工作状态的加速度计，自动控制开关，污染检测用振动计以及流速计，流量计和液面计等 角速度计 测量物体角速度及控制飞行器航向的压电陀螺 红外探测计 监视领空，检测大气污染浓度，非接触式测温以及热成像，热电探测、跟踪器等 位移与致动器 激光稳频补偿元件，显微加工设备及光角度，光程长的控制器 七 存贮 调制 用于电光和声光调制的光阀，光闸，光变频器和光偏转器，声开关等 存贮 光信息存贮器，光记忆器 显示 铁电显示器，声光显示器等 八 其它 非线性元件 压电继电器 2 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...