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压电陶瓷是一种应用得较早、较广泛的功能陶瓷。 这类陶瓷晶体结构上没有对称中心
,因而具有压电效应。在材料某个方向施加压力, 则会在特定方向引起极化,相应一对
表
面间就出现电压差;反之,在一定方向上施加电场,则会发生特定的形变和位移。 换句
话
说,压电陶瓷具有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能。 压电陶瓷的用途十分广泛
,
压电点火就是机械能转换为电能的典型例子。高压放电时引发火花, 可以用于一切易燃
气
体、液体点火的场合,甚至可安装于炮弹弹头,做为压电引爆器。 它也可以把机械震动
转
换为交流电讯号,压电拾音器、超声波接收探头等即是典型的用途。反过来, 通过逆压
电
效应,可以将交流电信号转化为机械振动,超声波发射头、压电扬声器即为典型的应用
。
压电陶瓷都存在一个特定的固有频率, 当外界的电讯号或机械振动讯号频率与它发
生
共振时,耦合最为强烈,也就是具有谐振特性。据此,压电陶瓷在制作滤波器、 谐振器
、
变压器等方面有广泛应用,压电陶瓷制成的原器件具有体积小、不吸潮、价格便宜等优
点
。
压电陶瓷的品种很多,其中很有发展前景的材料是钛酸钡和锆钛酸铅固溶体。 因为
压
电陶瓷材料具有成本低、换能效率高,形状和尺寸的加工成型方便等优点, 因而在各种
类
型的压电器材,换能器件中占有主要的份额, 但是它和晶体压电材料相比则有稳定性和
一
致性差等缺点,所以在某些精密电子仪表、温度稳定性要求高的场合就很不理想, 往往
使
用人工晶体。
在探索新型压电陶瓷材料的同时, 也在尝试复合压电陶瓷或者在器件设计中实施各
种
材料的复合与配置,获得新的综合性能和压电效应的增强。
我国对压电陶瓷的研究始于50年代末,比国外晚了十多年。经过三十年左右的努
力,
制成了许多性能优良的钛酸铅、锆钛酸铅系列压电陶瓷材料, 满足了用压电陶瓷制作滤
波
器、点火器、变压器、拾音器、蜂鸣器、传感器、压力计、超声波焊接机、 碎石激波机
及
B型超声波医疗仪等多种产品的需求。