特種陶瓷 課件 6.3 壓電陶瓷（2009.11.13）

壓電陶瓷本課件將介紹壓電效應(yīng)的基本概念，壓電陶瓷的結(jié)構(gòu)與特性，應(yīng)用領(lǐng)域以及制備方法，性能測(cè)試，優(yōu)勢(shì)與不足，最后做個(gè)結(jié)論和總結(jié)。壓電效應(yīng)的基本概念壓電效應(yīng)是指某些材料在受到機(jī)械應(yīng)力或變形時(shí)，會(huì)在其表面上產(chǎn)生電荷極性的變化，即在這些材料上會(huì)產(chǎn)生電荷分布不均勻的現(xiàn)象。晶體結(jié)構(gòu)良好的壓電陶瓷材料晶體結(jié)構(gòu)通常為簇狀，有助于產(chǎn)生良好的壓電效應(yīng)。壓電系數(shù)良好的壓電材料應(yīng)具有較大的壓電系數(shù)，以最大限度地提高其效率。反壓電效應(yīng)壓電陶瓷還可能發(fā)生反壓電效應(yīng)，即當(dāng)給陶瓷施加電場(chǎng)時(shí)，會(huì)發(fā)生整體變形。壓電陶瓷的結(jié)構(gòu)與特性構(gòu)造壓電陶瓷通常由鈦酸鋇等化合物制成，具有簇狀晶體結(jié)構(gòu)，能產(chǎn)生壓電效應(yīng)。特性壓電陶瓷材料提供了一種將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械位移、力或壓力的方法，廣泛應(yīng)用于傳感器、電機(jī)、振蕩器、壓電石英等領(lǐng)域。用途由于其高壓電系數(shù)和優(yōu)良的特性，壓電陶瓷廣泛應(yīng)用于超聲波振蕩器、壓電換能器、壓電馬達(dá)、壓電陶瓷電容器等領(lǐng)域。壓電陶瓷的應(yīng)用領(lǐng)域傳感器壓電陶瓷傳感器可用于測(cè)量氣體、溫度、壓力等參數(shù)，被廣泛用于制造自動(dòng)化設(shè)備。計(jì)時(shí)器壓電陶瓷的一種形式是壓電石英，可用于計(jì)時(shí)器、電子鐘、電子計(jì)算機(jī)和電子定時(shí)器，精度高。超聲波產(chǎn)生器利用壓電陶瓷的振蕩特性，可用于制造超聲波發(fā)生器和接收器。壓電陶瓷的制備方法1基礎(chǔ)材料制備準(zhǔn)備壓電材料的基礎(chǔ)物料，如鈦酸鋇、鈦酸鉛、碳酸鋇等。2混合將基礎(chǔ)物料和其他添加劑混在一起，并進(jìn)行干燥處理。3成型使用成型方法制造出所需的陶瓷形狀，如注塑成型、壓片成型、擠出成型等方法。4燒結(jié)使用陶瓷燒結(jié)爐將成型后的陶瓷在高溫下進(jìn)行燒結(jié)處理，以制造成品。壓電陶瓷的性能測(cè)試1壓電系數(shù)測(cè)試通過(guò)測(cè)試陶瓷的壓電系數(shù)，來(lái)評(píng)估其壓電效應(yīng)的強(qiáng)度和質(zhì)量。2介電常數(shù)測(cè)試介電常數(shù)反映了材料在電場(chǎng)作用下所表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)，可以通過(guò)介電常數(shù)對(duì)材料進(jìn)行性能測(cè)試。3熔點(diǎn)測(cè)試熔點(diǎn)是指壓電陶瓷在高溫下的熔化溫度，常用來(lái)評(píng)估材料的耐高溫性能。壓電陶瓷的優(yōu)勢(shì)與不足優(yōu)勢(shì)壓電材料可以將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械位移具有壓電共振頻率穩(wěn)定的特性可加工為不同形狀，滿足不同需求不足成本較高對(duì)環(huán)境條件要求較高易受劇烈機(jī)械壓力、震動(dòng)等外力干擾，降低效能結(jié)論和總結(jié)總的來(lái)說(shuō)，壓電陶瓷作為一種能將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械位移的新型材料，擁有著眾多優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在成本較高、適