压电陶瓷换能器的可行性初步研究一、 背景介绍1.1 压电陶瓷相关的基本概念压电陶瓷： 一种能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料，属于。这是一种具有压电效应的材料。正压电效应：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。称逆压电效应：施加激励电场，介质将产生机械变形的现象。1.2 压电陶瓷的发展现状及其分类压电陶瓷是含高智能的新型功能电子材料，随着材料及工艺的不断研究和改良，压电陶瓷的技术越来越广，而且随着电子，信息，航空航天高科学技术领域日新月异的发展， 压电陶瓷材料的制作技术和应用开发将会越来越受到人们的关注和重视。压电陶瓷目前有以下几种分类：A：一元系压电陶瓷BaTiO3 是典型的陶瓷铁电体，机电耦合系数大，制备容易可以制成任意形状和任意极化方向的产品等的优点。PbTiO3居里温度高（ Tc=490），自发极化强度是各种钙钛矿型晶体结构的铁电体中最高的，是一种具有热释电性和压电性，能在高温下使用的压电陶瓷。B：二元系压电陶瓷PbZrO3-PbTiO3（PZT）相比一元系具有高耦合， 高机械品质因数和高稳定性等特征，在使用范围内没有明显相变点，可作为滤波器等通信材料，而高耦合，高介电常数方面的优点又明显扩大了压电陶瓷的应用范围，不仅可以作为振子，而且还可以作为换能器材。C：三元系及多元系压电陶瓷三元系陶瓷比二元系更具有优越的性能，可以大幅度地调节可供选择的组成成份和压电性，容易获得高机电耦合数的接受型材料。压电陶瓷的发展趋势：压电复合材料，压电薄膜，无铅压电陶瓷，纳米压电陶瓷等，出现高位移的新型压电致动器，压电变压器， 主动减振和降噪的压电器件，医用微型压电陶瓷传感器等新器件。二、 压电陶瓷换能器2.1 压电陶瓷特点及其应用分类压电陶瓷换能器的特点是：致密度高、机械强度高、加工容易、适合大批量生产。经过一些容易实现的加工手段就可制成任何给定的形状和几何尺寸。它们的化学性质不活泼 , 不易受化学侵蚀 , 不受湿汽和其他恶劣气候条件的影响。 此外, 这些陶瓷的机械定向和电学定向可与陶瓷的形状准确取向。压电陶瓷换能器广泛应用于数据处理、信息处理、通讯、声纳、陀螺、水声器、记步器、激光器、喷墨打印、超声清洗、超声焊接、报警、以及燃气设备等行业和技术领域。 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...
