壓電陶瓷主要有三大類:
鈦酸鋇類(BaTiO3),原材料有二氧化鈦、碳酸鋇、碳酸鍶等;
鋯鈦酸鉛類(PbZrTiO3),原材料有二氧化鈦、氧化鋯、氧化鉛、、碳酸鍶、氧化鈮、氧化鑭等;
鈮鎂酸鉛類(PbNbMgO3),原材料有氧化鈮、氧化鎂、氧化鉛、、碳酸鍶、氧化鑭等。
壓電陶瓷材料的基本原理 壓電效應(yīng)的原理是,壓電陶瓷生產(chǎn)工廠,如果對壓電材料施加壓力,壓電陶瓷聯(lián)系方式,它便會產(chǎn)生電位差(稱之為正壓電效應(yīng)),反之施加電壓,則產(chǎn)生機械應(yīng)力(稱為逆壓電效應(yīng))。如果壓力是一種高頻震動,則產(chǎn)生的就是高頻電流。而高頻電信號加在壓電陶瓷上時,則產(chǎn)生高頻聲信號(機械震動),這就是我們平常所說的超聲波信號。也就是說,壓電陶瓷具有機械能與電能之間的轉(zhuǎn)換和逆轉(zhuǎn)換的功能,這種相互對應(yīng)的關(guān)系確實非常有意思。
壓電材料可以因機械變形產(chǎn)生電場,也可以因電場作用產(chǎn)生機械變形,這種固有的機-電耦合效應(yīng)使得壓電材料在工程中得到了廣泛的應(yīng)用。例如,壓電材料已被用來制作智能結(jié)構(gòu),此類結(jié)構(gòu)除具有自承載能力外,還具有自診斷性、自適應(yīng)性和自修復(fù)性等功能,在未來的設(shè)計中占有重要的地位。
3、壓電陶瓷-高聚物復(fù)合材料
無機壓電陶瓷和有機高分子樹脂構(gòu)成的壓電復(fù)合材料,兼?zhèn)錈o機和有機壓電材料的性能,并能產(chǎn)生兩相都沒有的特性。因此,可以根據(jù)需要,綜合二相材料的優(yōu)點,制作良好性能的換能器和傳感器。它的接收靈敏度很高,比普通壓電陶瓷更適合于水聲換能器。在其它超聲波換能器和傳感器方面,壓電復(fù)合材料也有較大優(yōu)勢。國內(nèi)學(xué)者對這個領(lǐng)域也頗感興趣,煙臺壓電陶瓷,做了大量的工藝研究,并在復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能方面做了一些有益的基礎(chǔ)研究工作,目前正致力于壓電復(fù)合材料產(chǎn)品的開發(fā)。
鐵電陶瓷
功能多、用途廣。利用其壓電特性可以制成壓電器件,這是鐵電陶瓷的主要應(yīng)用,因而常把鐵電陶瓷稱為壓電陶瓷。利用鐵電陶瓷的熱釋電特性(在溫度變化時,批量定制壓電陶瓷,因極化強度的變化而在鐵電體表面釋放電荷的效應(yīng))可以制成紅外探測器件,在測溫、控溫、遙測、遙感以至生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域均有重要應(yīng)用價值。典型的熱釋電陶瓷有鈦酸鉛(PbTiO3)等。利用透明鐵電陶瓷PLZT(摻鑭的鈦鋯酸鉛)的強電光效應(yīng)(通過外加電場對透明鐵電陶瓷電疇狀態(tài)的控制而改變其光學(xué)性質(zhì),從而表現(xiàn)出電控雙折射和電控光散射的效應(yīng)),可以制成激光調(diào)制器、光電顯示器、光信息存儲器、光開關(guān)、光電傳感器、圖像存儲和顯示器,以及激光或輻射防護(hù)鏡等新型器件。
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