特陶之家tetaohome壓電陶瓷介紹
具有壓電特性的電子陶瓷材料。壓電陶瓷是一種能夠將機械能和電能互相轉換的信息功能陶瓷材料-壓電效應，壓電陶瓷除具有壓電性外，還具有介電性、彈性等，已被廣泛應用于醫學成像、聲傳感器、聲換能器、超聲馬達等。
壓電陶瓷是一類具有壓電特性的電子陶瓷材料。與典型的不包含鐵電成分的壓電石英晶體的主要區別是： 構成其主要成分的晶相都是具有鐵電性的晶粒。由于陶瓷是晶粒隨機取向的多晶聚集體，因此其中各個鐵電晶粒的自發極化矢量也是混亂取向的。為了使陶瓷能表現出宏觀的壓電特性，就必須在壓電陶瓷燒成并于端面被復電極之后，將其置于強直流電場下進行極化處理，以使原來混亂取向的各自發極化矢量沿電場方向擇優取向。經過極化處理后的壓電陶瓷，在電場取消之后，會保留一定的宏觀剩余極化強度，從而使陶瓷具有了一定的壓電性質。經過極化了的壓電陶瓷片的兩端會出現束縛電荷, 所以在電極表面上吸附了一層來自外界的自由電荷。當給陶瓷片施加一外界壓力F時，片的兩端會出現放電現象。相反加以拉力會出現充電現象。這種機械效應轉變成電效應的現象屬于正壓電效應。另外, 壓電陶瓷具有自發極化的性質, 而自發極化可以在外電場的作用下發生轉變。因此當給具有壓電性的電介質加上外電場時壓電陶瓷會有變形。然而, 壓電陶瓷之所以會有變形, 是因為當加上與自發極化相同的外電場時, 相當于增強了極化強度。極化強度的增大使壓電陶瓷片沿極化方向伸長。相反, 如果加反向電場,則陶瓷片沿極化方向縮短。這種由于電效應轉變成機械效應的現象是逆壓電效應。
壓電陶瓷要有兩個條件：一是晶粒有鐵電性；二是經過強直流電場極化處理。所有的鐵電單晶都具有壓電效應，但是對于鐵電陶瓷（陶瓷是多晶體）則需要經過高壓直流極化處理。這是因為陶瓷內部的各晶粒雖然存在自發極化，具有鐵電性，但是其自發極化電疇的取向是完全隨機的，宏觀上并不具有極化強度。在高壓直流電場作用下電疇沿電場方向定向排列，而且在電場去除后，這種定向狀態大部分能夠被保留下來，所以陶瓷呈現壓電效應。
目前，壓電陶瓷體系主要包括鎢青銅結構、鉍層狀結構、鈣鈦礦結構三大類壓電陶瓷材料。常用的壓電陶瓷有鈦酸鋇系、鋯鈦酸鉛二元系及在二元系中添加第三種ABO3（A表示二價金屬離子，B表示四價金屬離子或幾種離子總和為正四價）型化合物，如：Pb（Mn1/3Nb2/3）O3和Pb（Co1/3Nb2/3）O3等組成的三元系。如果在三元系統上再加入第四種或更多的化合物，可組成四元系或多元系壓電陶瓷。此外，還有一種偏鈮酸鹽系壓電陶瓷，如偏鈮酸鉀鈉（Na0.5·K0.5·NbO3）和偏鈮酸鍶鋇（Bax·Sr1-x·Nb2O5）等，它們不含有毒的鉛，對環境保護有利。
壓電陶瓷制備過程主要包括陶瓷原料粉體的合成、成型、燒結、被電極和極化等幾個主要過程。
壓電陶瓷主要用于制造超聲換能器、水聲換能器、電聲換能器、陶瓷濾波器、陶瓷變壓器、陶瓷鑒頻器、高壓發生器、紅外探測器、聲表面波器件、電光器件、引燃引爆裝置和壓電陀螺等。相關詳細介紹如下:
1、聲音轉換器? 聲音轉換器是最常見的應用之一。像拾音器、傳聲器、耳機、蜂鳴器、超聲波探深儀、聲納、材料的超聲波探傷儀等都可以用壓電陶瓷做聲音轉換器。
2、壓電引爆器? 反坦克炮發射出的穿甲彈接觸坦克，就會馬上爆炸，把坦克炸得粉碎。這是因為彈頭上裝有壓電陶瓷，它能把相碰時的強大機械力轉變為瞬間高電壓，爆發火花而引爆炸藥。
3、壓電打火機 煤氣灶上用的一種新式電子打火機，就是利用壓電陶瓷制成的。只要用手指壓一下打火按鈕，打火機上的壓電陶瓷就能產生高電壓，形成電火花而點燃煤氣，可以長久使用。
4、防核護目鏡? 核試驗員帶上用透明壓電陶瓷做成的護目鏡后，當核爆炸產生的光輻射達到危險程度時，護目鏡里的壓電陶瓷就把它轉變成瞬時高壓電，在1/1000 s里，能把光強度減弱到只有1/10000，當危險光消失后，又能恢復到原來的狀態。
5、超聲波換能器 適用于用于超聲波焊接設備以及超聲波清洗設備，主要采用大功率發射型壓電陶瓷制作，超聲波換能器是一種能把高頻電能轉化為機械能的裝置，超聲波換能器作為能量轉換器件，它的功能是將輸入的電功率轉換成機械功率（即超聲波）再傳遞出去，而它自身消耗很少的一部分功率。
6、聲納? 壓電陶瓷就是制造聲納的材料，它發出超聲波，遇到潛艇便反射回來，被接收后經過處理，就可測出敵潛艇的方位、距離等。
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