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发布时间:2022-09-07 23:56:25
压电陶瓷主要有三大类:
钛酸钡类(BaTiO3),原材料有二氧化钛、碳酸钡、碳酸锶等;
锆钛酸铅类(PbZrTiO3),原材料有二氧化钛、氧化锆、氧化铅、、碳酸锶、氧化铌、氧化镧等;
铌镁酸铅类(PbNbMgO3),原材料有氧化铌、氧化镁、氧化铅、、碳酸锶、氧化镧等。
压电陶瓷材料的基本原理 压电效应的原理是,如果对压电材料施加压力,它便会产生电位差(称之为正压电效应),反之施加电压,则产生机械应力(称为逆压电效应)。如果压力是一种高频震动,则产生的就是高频电流。而高频电信号加在压电陶瓷上时,则产生高频声信号(机械震动),这就是我们平常所说的超声波信号。当陶瓷内极化状态的变化跟随不上外加电压的变化时,就会出现滞后现象,引起介质损耗。也就是说,压电陶瓷具有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能,这种相互对应的关系确实非常有意思。
压电材料可以因机械变形产生电场,也可以因电场作用产生机械变形,这种固有的机-电耦合效应使得压电材料在工程中得到了广泛的应用。例如,压电材料已被用来制作智能结构,此类结构除具有自承载能力外,还具有自诊断性、自适应性和自修复性等功能,在未来的飞行器设计中占有重要的地位。如果在一块多畴的晶体上加足够高的直流电场时,自发极化方向与电场方向一致的电畴便不断增大,而自发极化方向与电场方向不一致的电畴则不断减小,***后整个晶体由多畴变成单畴,自发极化方向与电场方向一致。
压电性特异的多元单晶压电体
传统的压电陶瓷较其它类型的压电材料压电效应要强,从而得到了广泛应用。但作为大应边,高能换能材料,传统压电陶瓷的压电效应仍不能满足要求。于是近几年来,人们为了研究出具有更优异压电性的新压电材料,做了大量工作,现已发现并研制出了Pb(A1/3B2/3)PbTiO3单晶(A=Zn2+,Mg2+)。这类单晶的d33可达2600pc/N(压电陶瓷d33为850pc/N),k33可高达0.95(压电陶瓷K33高达0.8),其应变>1.7%,几乎比压电陶瓷应变高一个数量级。储能密度高达130J/kg,而压电陶瓷储能密度在10J/kg以内。而高频电信号加在压电陶瓷上时,则产生高频声信号(机械震动),这就是我们平常所说的超声波信号。铁电压电学者们称这类材料的出现是压电材料发展的又一次飞跃。现在美国、日本、俄罗斯和中国已开始进行这类材料的生产工艺研究,它的批量生产的成功必将带来压电材料应用的飞速发展。
压电陶瓷是新型的功能陶瓷材料,近几十年来发展非常迅速,应用十分广泛,已深入到国民经济的各个领域,成为现代高新技术不可或缺的材料,是当今核心技术研究的方向之一。
几十年来,我国在压电陶瓷材料、器件的研究、生产和应用方面,都得到很大的发展,有相当雄厚的基础。但和国外比较起来,在基础理论研究和生产技术方面,都有一定的差距。2、PbTiO3系压电材料PbTiO3系压电陶瓷具***适合制作高频高温压电陶瓷元件。这就要求科技人员对压电陶瓷有更深入的了解,掌握系统的***知识,并用来指导生产与应用,以促进电子工业的发展,为我国建设作出新的贡献。
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