物理百科

压电陶瓷

2022-01-01

piezoelectric ceramics

简介

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. 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. 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.

压电陶瓷本质上是一类机电换能器材料.衡量其性能的参数涉及一系列机械的及电学的参数. 但压电陶瓷在每一种具体的器件应用中,主要只对为数不多的几个参数提出较高的要求. 例如,对于水声换能器用压电陶瓷材料,主要要求高的kp,低的tanδ,高的d31及高的稳定性; 对于高压陶瓷变压器用压电陶瓷材料,则主要要求高的g33、k33和Qm;对于高压点火栓用的压电陶瓷材料,主要要求k33和d33值大,能够耐冲击,对反复承受外加压力的稳定性好; 对于压电滤波器用的压电陶瓷材料,主要要求高的kp及Qm值,高频性能好及谐振频率的温度稳定性好等等.

压电陶瓷在滤波器、鉴频器、超声换能器、声表面及声体波器件、高压变压器以及引燃引爆装置等器件中得到了广泛的应用.为适应这众多的应用而开发的压电陶瓷不计其数. 其中包括一元系的BaTiO3瓷和PbTiO3瓷;二元系的PbTiO3-PbZrO3瓷、NaNbO3-KNbO3瓷以及三元系的Pb (Mg,Nb)O3-PbTiO3-PbZrO3瓷、Pb(Zn,Nb)O3-PbTiO3-PbZrO3瓷和Pb(Sb,Nb)O3-PbTiO3-PbZrO3瓷,还有在上述三元系中再引入第四固熔组分的四元系压电陶瓷等.由此可见,当前应用最多最广泛的压电陶瓷,绝大部分都是以PbTiO3-PbZrO3(简称PZT)为基的PZT基压电陶瓷.

拓展资料

压敏陶瓷  电子陶瓷  基压电陶瓷  介电陶瓷  PZT压电陶瓷  铁电陶瓷  PMZN压电陶瓷  PMMN压电陶瓷  压电陶瓷管  化压电陶瓷