簡介
壓電(diàn)陶瓷是指把(bǎ)氧化(huà)物(wù)混合(氧化(huà)锆、氧化(huà)铅(qiān)、氧化(huà)钛等)高(gāo)温(wēn)燒結、固相反應(yìng)後(hòu)而成(chéng)的(de)多(duō)晶體(tǐ)，並(bìng)通(tòng)过(guò)直(zhí)流高(gāo)壓极(jí)化(huà)處(chù)理(lǐ)使其(qí)具有(yǒu)壓電(diàn)效應(yìng)的(de)铁電(diàn)陶瓷的(de)統称，是一(yī)種(zhǒng)能(néng)将機(jī)械能(néng)和(hé)電(diàn)能(néng)互相轉(zhuǎn)換的(de)功能(néng)陶瓷材料。
由(yóu)于具有(yǒu)較好(hǎo)的(de)力學(xué)性(xìng)能(néng)和(hé)穩定(dìng)的(de)壓電(diàn)性(xìng)能(néng)，壓電(diàn)陶瓷作(zuò)为一(yī)種(zhǒng)重(zhòng)要(yào)的(de)力、热(rè)、電(diàn)、光(guāng)敏感(gǎn)功能(néng)材料，已經(jīng)在(zài)传感(gǎn)器、超聲換能(néng)器、微位(wèi)移器和(hé)其(qí)它電(diàn)子元(yuán)器件(jiàn)等方(fāng)面(miàn)得到(dào)了(le)廣泛的(de)應(yìng)用(yòng)。
随着材料工藝的(de)不斷研究和(hé)改良，以(yǐ)及(jí)電(diàn)子、信息、航空(kōng)航天(tiān)等高(gāo)科技領域日(rì)新(xīn)月异(yì)的(de)發(fà)展(zhǎn)，作(zuò)为含高(gāo)智能(néng)新(xīn)型材料的(de)壓電(diàn)陶瓷的(de)生(shēng)産技術(shù)和(hé)應(yìng)用(yòng)開(kāi)發(fà)是人(rén)们(men)關(guān)注的(de)热(rè)門(mén)课題(tí)。
壓電(diàn)陶瓷壓電(diàn)陶瓷是一(yī)類(lèi)具有(yǒu)壓電(diàn)特(tè)性(xìng)的(de)電(diàn)子陶瓷材料，与典型的(de)不包含铁電(diàn)成(chéng)分(fēn)的(de)壓電(diàn)石(dàn)英晶體(tǐ)的(de)主(zhǔ)要(yào)區(qū)别是：構成(chéng)其(qí)主(zhǔ)要(yào)成(chéng)分(fēn)的(de)晶相都是具有(yǒu)铁電(diàn)性(xìng)的(de)晶粒(lì)。
由(yóu)于陶瓷是晶粒(lì)随機(jī)取(qǔ)向(xiàng)的(de)多(duō)晶聚集體(tǐ)，因(yīn)此(cǐ)其(qí)中各(gè)个(gè)铁電(diàn)晶粒(lì)的(de)自(zì)發(fà)极(jí)化(huà)矢量(liàng)也(yě)是混乱取(qǔ)向(xiàng)的(de). 为了(le)使陶瓷能(néng)表(biǎo)現(xiàn)出(chū)宏觀的(de)壓電(diàn)特(tè)性(xìng)，就(jiù)必須在(zài)壓電(diàn)陶瓷燒成(chéng)並(bìng)于端面(miàn)被(bèi)複電(diàn)极(jí)之(zhī)後(hòu)，将其(qí)置于強(qiáng)直(zhí)流電(diàn)场(chǎng)下(xià)進(jìn)行极(jí)化(huà)處(chù)理(lǐ)，以(yǐ)使原来(lái)混乱取(qǔ)向(xiàng)的(de)各(gè)自(zì)發(fà)极(jí)化(huà)矢量(liàng)沿電(diàn)场(chǎng)方(fāng)向(xiàng)擇優取(qǔ)向(xiàng)經(jīng)过(guò)极(jí)化(huà)處(chù)理(lǐ)後(hòu)的(de)壓電(diàn)陶瓷，在(zài)電(diàn)场(chǎng)取(qǔ)消之(zhī)後(hòu)，会(huì)保留一(yī)定(dìng)的(de)宏觀剩餘极(jí)化(huà)強(qiáng)度(dù)，從而使陶瓷具有(yǒu)了(le)一(yī)定(dìng)的(de)壓電(diàn)性(xìng)质.
發(fà)展(zhǎn)历史
1880年(nián)，居(jū)里(lǐ)兄弟首先(xiān)發(fà)現(xiàn)電(diàn)气石(dàn)的(de)壓電(diàn)效應(yìng)，從此(cǐ)開(kāi)始(shǐ)了(le)壓電(diàn)學(xué)的(de)历史。
1881年(nián)，居(jū)里(lǐ)兄弟實(shí)验(yàn)验(yàn)證了(le)逆壓電(diàn)效應(yìng)，給(gěi)出(chū)石(dàn)英相同(tóng)的(de)正逆壓電(diàn)常數。
1894年(nián)，Voigt指出(chū)，僅無对(duì)称中心(xīn)的(de)二十種(zhǒng)點(diǎn)群(qún)的(de)晶體(tǐ)才有(yǒu)可(kě)能(néng)具有(yǒu)壓電(diàn)效應(yìng)，石(dàn)英是壓電(diàn)晶體(tǐ)的(de)一(yī)種(zhǒng)代(dài)表(biǎo)，它被(bèi)取(qǔ)得應(yìng)用(yòng)。第(dì)一(yī)次(cì)世界大(dà)戰，居(jū)里(lǐ)的(de)繼承人(rén)郎之(zhī)万(wàn)，最先(xiān)利用(yòng)石(dàn)英的(de)壓電(diàn)效應(yìng)，制成(chéng)了(le)水(shuǐ)下(xià)超聲探測器，用(yòng)于探測潛水(shuǐ)艇，從而揭開(kāi)了(le)壓電(diàn)應(yìng)用(yòng)史篇(piān)章(zhāng)。
壓電(diàn)材料及(jí)其(qí)應(yìng)用(yòng)取(qǔ)得劃(huà)时(shí)代(dài)的(de)進(jìn)展(zhǎn)應(yìng)歸咎于第(dì)二次(cì)世界大(dà)戰中發(fà)現(xiàn)了(le)BaTiO3陶瓷，1947年(nián)，美(měi)國(guó)Roberts在(zài)BaTiO3陶瓷上(shàng)，施加高(gāo)壓進(jìn)行极(jí)化(huà)處(chù)理(lǐ)，獲得了(le)壓電(diàn)陶瓷的(de)電(diàn)壓性(xìng)，随後(hòu)，日(rì)本(běn)積极(jí)開(kāi)展(zhǎn)利用(yòng)BaTiO3壓電(diàn)陶瓷制作(zuò)超聲換能(néng)器、高(gāo)頻換能(néng)器、壓力传感(gǎn)器、濾波器、諧振器等各(gè)種(zhǒng)壓電(diàn)器件(jiàn)的(de)應(yìng)用(yòng)研究，这(zhè)種(zhǒng)研究一(yī)直(zhí)進(jìn)行到(dào)50年(nián)代(dài)中期(qī)。
1955年(nián)，美(měi)國(guó)B.Jaffe等人(rén)發(fà)現(xiàn)了(le)比BaTiO3壓電(diàn)性(xìng)更(gèng)優越的(de)PZT壓電(diàn)陶瓷，促使壓電(diàn)器件(jiàn)的(de)應(yìng)用(yòng)研究又大(dà)大(dà)地(dì)向(xiàng)前(qián)推進(jìn)了(le)一(yī)大(dà)步。BaTiO3时(shí)代(dài)難于實(shí)用(yòng)化(huà)的(de)一(yī)些(xiē)用(yòng)途，特(tè)别是壓電(diàn)陶瓷濾波器和(hé)諧振器，随着PZT的(de)問(wèn)世，而迅速地(dì)實(shí)用(yòng)化(huà)，應(yìng)用(yòng)聲表(biǎo)面(miàn)波(SAW)的(de)濾波器、延遲線(xiàn)和(hé)振蕩器等SAW器件(jiàn)，在(zài)七(qī)十年(nián)代(dài)後(hòu)期(qī)也(yě)取(qǔ)得了(le)實(shí)用(yòng)化(huà)。
80年(nián)代(dài)後(hòu)期(qī)至(zhì)今，人(rén)们(men)研制出(chū)馳豫铁電(diàn)體(tǐ)陶瓷材料，在(zài)此(cǐ)基礎上(shàng)有(yǒu)成(chéng)功研制出(chū)馳豫铁電(diàn)體(tǐ)單晶材料，为三(sān)維超聲波成(chéng)像奠定(dìng)了(le)基礎。目前(qián)，人(rén)们(men)将納米(mǐ)技術(shù)應(yìng)用(yòng)到(dào)壓電(diàn)材料的(de)制作(zuò)工藝上(shàng)已取(qǔ)得新(xīn)的(de)突破。
目前(qián)，世界各(gè)國(guó)正在(zài)大(dà)力研制開(kāi)發(fà)無铅(qiān)壓電(diàn)陶瓷，以(yǐ)保護环(huán)境和(hé)追求健康...
應(yìng)用(yòng)
自(zì)1942年(nián)第(dì)一(yī)个(gè)陶瓷型壓電(diàn)材料钛酸(suān)鋇誕生(shēng)以(yǐ)来(lái)，作(zuò)为壓電(diàn)陶瓷的(de)應(yìng)用(yòng)産品，已遍(biàn)及(jí)人(rén)们(men)生(shēng)活的(de)各(gè)个(gè)方(fāng)面(miàn)。壓電(diàn)材料作(zuò)为機(jī)電(diàn)耦合的(de)紐带(dài)，其(qí)應(yìng)用(yòng)大(dà)致可(kě)分(fēn)为两(liǎng)大(dà)方(fāng)面(miàn):以(yǐ)壓電(diàn)諧振器为代(dài)表(biǎo)的(de)壓電(diàn)陶瓷頻率控制器件(jiàn)方(fāng)面(miàn)的(de)應(yìng)用(yòng)和(hé)作(zuò)为機(jī)械能(néng)与電(diàn)能(néng)相互轉(zhuǎn)換的(de)准静(jìng)态的(de)應(yìng)用(yòng)。
1、壓電(diàn)振子与壓電(diàn)陶瓷頻率控制器件(jiàn)
极(jí)化(huà)後(hòu)的(de)壓電(diàn)陶瓷，即壓電(diàn)振子，具有(yǒu)由(yóu)其(qí)尺(chǐ)寸(cùn)所(suǒ)決定(dìng)的(de)固有(yǒu)振動(dòng)頻率，利用(yòng)壓電(diàn)振子的(de)固有(yǒu)振動(dòng)頻率和(hé)壓電(diàn)效應(yìng)可(kě)以(yǐ)獲得穩定(dìng)的(de)電(diàn)振蕩。當所(suǒ)加電(diàn)壓的(de)頻率与壓電(diàn)振子的(de)固有(yǒu)振動(dòng)頻率相同(tóng)时(shí)会(huì)引起(qǐ)共(gòng)振，振幅大(dà)大(dà)增加。此(cǐ)过(guò)程交變(biàn)電(diàn)场(chǎng)通(tòng)过(guò)逆壓電(diàn)效應(yìng)産生(shēng)應(yìng)變(biàn)，而應(yìng)變(biàn)又通(tòng)过(guò)正壓電(diàn)效應(yìng)産生(shēng)電(diàn)流，實(shí)現(xiàn)了(le)電(diàn)能(néng)和(hé)機(jī)械能(néng)最大(dà)限度(dù)地(dì)互相轉(zhuǎn)換。利用(yòng)壓電(diàn)振子这(zhè)一(yī)特(tè)點(diǎn)，可(kě)以(yǐ)制造各(gè)種(zhǒng)濾波器、諧振器等器件(jiàn)。
这(zhè)些(xiē)器件(jiàn)具有(yǒu)成(chéng)本(běn)低(dī)、體(tǐ)積小、不吸潮(cháo)、壽命长(cháng)，頻率穩定(dìng)性(xìng)好(hǎo)，等效品质因(yīn)數比LC濾波器高(gāo)，适用(yòng)的(de)頻率范圍宽(kuān)，精度(dù)高(gāo)，特(tè)别是用(yòng)在(zài)多(duō)路(lù)通(tòng)讯、調幅接收(shōu)以(yǐ)及(jí)各(gè)種(zhǒng)無線(xiàn)電(diàn)通(tòng)讯和(hé)測量(liàng)儀器中能(néng)提(tí)高(gāo)抗干(gàn)擾能(néng)力。所(suǒ)以(yǐ)目前(qián)已取(qǔ)代(dài)了(le)相當大(dà)一(yī)部(bù)份電(diàn)磁振蕩器和(hé)濾波器，而且(qiě)这(zhè)一(yī)趨势還(huán)在(zài)不斷發(fà)展(zhǎn)中。
2、壓電(diàn)變(biàn)壓器
壓電(diàn)變(biàn)壓器是利用(yòng)壓電(diàn)效應(yìng)的(de)電(diàn)能(néng)和(hé)機(jī)械能(néng)相互轉(zhuǎn)換的(de)特(tè)性(xìng)制備而成(chéng)，由(yóu)輸入(rù)端和(hé)輸出(chū)端两(liǎng)部(bù)分(fēn)組成(chéng)，其(qí)電(diàn)极(jí)化(huà)方(fāng)向(xiàng)相互垂直(zhí)。輸入(rù)端沿厚度(dù)方(fāng)向(xiàng)极(jí)化(huà)，施加交變(biàn)電(diàn)壓後(hòu)作(zuò)縱向(xiàng)振動(dòng)，由(yóu)于逆壓電(diàn)效應(yìng)，輸出(chū)端就(jiù)会(huì)有(yǒu)高(gāo)壓輸出(chū)。
壓電(diàn)陶瓷變(biàn)壓器是一(yī)種(zhǒng)新(xīn)型固态電(diàn)子器件(jiàn)，与传統的(de)電(diàn)磁式變(biàn)壓器相比具有(yǒu)結構簡單、體(tǐ)積小、重(zhòng)量(liàng)輕(qīng)、變(biàn)壓比大(dà)、穩定(dìng)性(xìng)好(hǎo)、無電(diàn)磁干(gàn)擾及(jí)噪聲、效率高(gāo)、能(néng)量(liàng)密度(dù)大(dà)、安(ān)全性(xìng)高(gāo)、無繞組、不可(kě)燃燒、無漏磁現(xiàn)象(xiàng)及(jí)電(diàn)磁輻射污染等的(de)優點(diǎn)。
依据壓電(diàn)陶瓷變(biàn)壓器的(de)工作(zuò)模式可(kě)分(fēn)为如(rú)下(xià)幾(jǐ)類(lèi)：Rosen型壓電(diàn)陶瓷變(biàn)壓器、厚度(dù)振動(dòng)模式壓電(diàn)陶瓷變(biàn)壓器、徑向(xiàng)振動(dòng)模式壓電(diàn)陶瓷變(biàn)壓器等。
近(jìn)年(nián)来(lái)又出(chū)現(xiàn)了(le)一(yī)些(xiē)性(xìng)能(néng)更(gèng)好(hǎo)的(de)壓電(diàn)變(biàn)壓器，如(rú)两(liǎng)輸入(rù)端的(de)三(sān)階(jiē)振動(dòng)模式Rosen型壓電(diàn)陶瓷變(biàn)壓器和(hé)大(dà)功率多(duō)层(céng)壓電(diàn)陶瓷變(biàn)壓器。目前(qián)壓電(diàn)陶瓷變(biàn)壓器主(zhǔ)要(yào)用(yòng)作(zuò)AC-DC、DC-DC等功率器件(jiàn)及(jí)高(gāo)壓發(fà)生(shēng)器件(jiàn)上(shàng)，如(rú)液晶显示器中的(de)冷(lěng)陰极(jí)管(guǎn)、霓虹(hóng)燈(dēng)管(guǎn)、激光(guāng)管(guǎn)和(hé)小型X光(guāng)管(guǎn)、高(gāo)壓静(jìng)電(diàn)噴塗、高(gāo)壓静(jìng)電(diàn)植絨(róng)和(hé)雷(léi)达(dá)显示管(guǎn)的(de)驅動(dòng)等。
3、壓電(diàn)換能(néng)器
壓電(diàn)換能(néng)器是利用(yòng)壓電(diàn)陶瓷的(de)壓電(diàn)效應(yìng)和(hé)逆壓電(diàn)效應(yìng)實(shí)現(xiàn)電(diàn)能(néng)和(hé)聲能(néng)的(de)相互轉(zhuǎn)化(huà)。壓電(diàn)超聲換能(néng)器就(jiù)是其(qí)中的(de)一(yī)種(zhǒng)，它是水(shuǐ)下(xià)發(fà)射和(hé)接收(shōu)超聲波的(de)水(shuǐ)聲器件(jiàn)。處(chù)于水(shuǐ)中的(de)壓電(diàn)換能(néng)器在(zài)聲波的(de)作(zuò)用(yòng)下(xià)，換能(néng)器两(liǎng)端会(huì)感(gǎn)應(yìng)出(chū)電(diàn)荷来(lái)，这(zhè)就(jiù)是聲波接收(shōu)器;若在(zài)壓電(diàn)陶瓷片(piàn)上(shàng)施加一(yī)个(gè)交變(biàn)電(diàn)场(chǎng)，陶瓷片(piàn)就(jiù)会(huì)时(shí)而變(biàn)薄时(shí)而變(biàn)厚，同(tóng)时(shí)産生(shēng)振動(dòng)，發(fà)射聲波，这(zhè)就(jiù)是超聲波發(fà)射器。
壓電(diàn)換能(néng)器在(zài)工業中還(huán)被(bèi)廣泛用(yòng)作(zuò)水(shuǐ)中導航、海(hǎi)洋(yáng)探測、精密測量(liàng)、超聲清(qīng)洗、固體(tǐ)探伤以(yǐ)及(jí)醫學(xué)成(chéng)像、超聲診斷、超聲疾病治療等方(fāng)面(miàn)。當今壓電(diàn)超聲換能(néng)器的(de)另(lìng)一(yī)个(gè)應(yìng)用(yòng)的(de)領域是遙測和(hé)遙控系(xì)統，其(qí)具體(tǐ)應(yìng)用(yòng)實(shí)例主(zhǔ)要(yào)有(yǒu)：壓電(diàn)陶瓷蜂鳴器、壓電(diàn)點(diǎn)火(huǒ)器、超聲显微镜等。
4、壓電(diàn)超聲馬达(dá)
壓電(diàn)超聲馬达(dá)是利用(yòng)壓電(diàn)陶瓷的(de)逆壓電(diàn)效應(yìng)産生(shēng)超聲振動(dòng)，将材料的(de)微變(biàn)形通(tòng)过(guò)共(gòng)振放(fàng)大(dà)，靠振動(dòng)部(bù)分(fēn)和(hé)移動(dòng)部(bù)分(fēn)之(zhī)間(jiān)的(de)摩擦力来(lái)驅動(dòng)，無需通(tòng)常的(de)電(diàn)磁線(xiàn)圈的(de)新(xīn)型微電(diàn)機(jī)。
与传統電(diàn)磁馬达(dá)相比，具有(yǒu)成(chéng)本(běn)低(dī)、結構簡單、體(tǐ)積小、高(gāo)功率密度(dù)、低(dī)速性(xìng)能(néng)好(hǎo)(可(kě)以(yǐ)實(shí)現(xiàn)低(dī)轉(zhuǎn)速運行而不用(yòng)減速機(jī)構)、轉(zhuǎn)矩及(jí)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大(dà)、響應(yìng)快(kuài)、控制精度(dù)高(gāo)，無磁场(chǎng)和(hé)電(diàn)场(chǎng)，沒(méi)有(yǒu)電(diàn)磁干(gàn)擾和(hé)電(diàn)磁噪聲等特(tè)點(diǎn)。
壓電(diàn)超聲馬达(dá)由(yóu)于自(zì)身(shēn)的(de)特(tè)點(diǎn)和(hé)性(xìng)能(néng)上(shàng)的(de)優势，廣泛應(yìng)用(yòng)于精密儀器、航天(tiān)航空(kōng)、自(zì)動(dòng)控制、辦(bàn)公(gōng)自(zì)動(dòng)化(huà)、微型機(jī)械系(xì)統、微裝(zhuāng)配、精密定(dìng)位(wèi)等領域。目前(qián)，日(rì)本(běn)在(zài)該領域處(chù)于技術(shù)領先(xiān)地(dì)位(wèi)，已将壓電(diàn)超聲馬达(dá)普遍(biàn)用(yòng)于照相機(jī)、攝像機(jī)的(de)自(zì)動(dòng)調焦，並(bìng)形成(chéng)規模系(xì)列産品。
5、發(fà)展(zhǎn)趨势
無铅(qiān)壓電(diàn)陶瓷，也(yě)被(bèi)称为环(huán)境協調性(xìng)壓電(diàn)陶瓷，它要(yào)求陶瓷材料在(zài)制備、使用(yòng)、废弃處(chù)理(lǐ)过(guò)程中不産生(shēng)对(duì)环(huán)境可(kě)能(néng)有(yǒu)害的(de)物(wù)质，以(yǐ)避免对(duì)人(rén)體(tǐ)健康造成(chéng)危害，減少(shǎo)环(huán)境污染。然而，目前(qián)使用(yòng)的(de)壓電(diàn)陶瓷材料主(zhǔ)要(yào)以(yǐ)PZT为基材料，其(qí)壓電(diàn)性(xìng)能(néng)大(dà)大(dà)優越于其(qí)它壓電(diàn)陶瓷材料，而且(qiě)可(kě)以(yǐ)通(tòng)过(guò)掺雜改性(xìng)和(hé)工藝控制調节(jié)材料的(de)電(diàn)學(xué)性(xìng)能(néng)，以(yǐ)滿足各(gè)種(zhǒng)應(yìng)用(yòng)需求。
當前(qián)工業上(shàng)應(yìng)用(yòng)的(de)各(gè)種(zhǒng)含铅(qiān)壓電(diàn)陶瓷材料中，氧化(huà)铅(qiān)的(de)含量(liàng)約占材料總(zǒng)质量(liàng)的(de)60%以(yǐ)上(shàng)，这(zhè)些(xiē)材料在(zài)元(yuán)件(jiàn)制造、加工、儲運、使用(yòng)及(jí)其(qí)废弃物(wù)處(chù)理(lǐ)过(guò)程中，对(duì)人(rén)體(tǐ)和(hé)环(huán)境造成(chéng)的(de)危害是不言而喻的(de)，因(yīn)此(cǐ)無铅(qiān)系(xì)环(huán)境友好(hǎo)型壓電(diàn)陶瓷材料是近(jìn)年(nián)来(lái)研究与開(kāi)發(fà)的(de)重(zhòng)要(yào)方(fāng)向(xiàng)和(hé)热(rè)點(diǎn)课題(tí)。
目前(qián)，对(duì)無铅(qiān)系(xì)壓電(diàn)材料的(de)研究主(zhǔ)要(yào)經(jīng)历了(le)從钛酸(suān)鋇基、钛酸(suān)铋鈉基、铋层(céng)狀結構、铌酸(suān)盐(yán)基和(hé)钨青(qīng)铜(tóng)結構無铅(qiān)壓電(diàn)陶瓷的(de)研究过(guò)程，其(qí)中铌酸(suān)盐(yán)基無铅(qiān)壓電(diàn)陶瓷是最有(yǒu)應(yìng)用(yòng)前(qián)景的(de)無铅(qiān)壓電(diàn)材料。雖(suī)然無铅(qiān)壓電(diàn)陶瓷的(de)開(kāi)發(fà)和(hé)研究已經(jīng)取(qǔ)得了(le)較大(dà)的(de)進(jìn)步，但要(yào)讓無铅(qiān)壓電(diàn)陶瓷完全取(qǔ)代(dài)铅(qiān)基壓電(diàn)陶瓷還(huán)無可(kě)能(néng)，無铅(qiān)系(xì)壓電(diàn)陶瓷的(de)研究与開(kāi)發(fà)還(huán)将任重(zhòng)而道(dào)遠(yuǎn)。
6、壓電(diàn)複合材料
为了(le)在(zài)水(shuǐ)听(tīng)器的(de)應(yìng)用(yòng)中發(fà)揮作(zuò)用(yòng)，壓電(diàn)複合材料在(zài)20世紀70年(nián)代(dài)逐步發(fà)展(zhǎn)起(qǐ)来(lái)。壓電(diàn)複合材料是由(yóu)壓電(diàn)陶瓷相和(hé)聚合物(wù)相按照一(yī)定(dìng)的(de)連(lián)接方(fāng)式而構成(chéng)的(de)一(yī)種(zhǒng)具有(yǒu)壓電(diàn)效應(yìng)的(de)功能(néng)複合材料。
由(yóu)于柔性(xìng)聚合物(wù)相的(de)加入(rù)，壓電(diàn)複合材料的(de)密度(dù)、聲阻抗、介電(diàn)常數都降低(dī)了(le)，而複合材料的(de)優值和(hé)機(jī)電(diàn)耦合系(xì)數提(tí)高(gāo)了(le)，克(kè)服(fú)了(le)單純的(de)壓電(diàn)陶瓷的(de)脆性(xìng)和(hé)壓電(diàn)聚合物(wù)的(de)高(gāo)成(chéng)本(běn)的(de)弊端。壓電(diàn)複合材料除了(le)用(yòng)作(zuò)水(shuǐ)听(tīng)器，還(huán)用(yòng)于工業、醫療和(hé)通(tòng)信領域。壓電(diàn)複合材料經(jīng)过(guò)40多(duō)年(nián)的(de)不斷研究，其(qí)應(yìng)用(yòng)研究已經(jīng)有(yǒu)了(le)相當的(de)進(jìn)展(zhǎn)，但它的(de)完整理(lǐ)論還(huán)尚未建立起(qǐ)来(lái)，其(qí)應(yìng)用(yòng)開(kāi)發(fà)還(huán)有(yǒu)待充分(fēn)挖掘。當前(qián)，壓電(diàn)複合材料的(de)研究主(zhǔ)要(yào)集中在(zài)開(kāi)發(fà)連(lián)接類(lèi)型、改進(jìn)成(chéng)型工藝和(hé)制備多(duō)功能(néng)器件(jiàn)等方(fāng)面(miàn)。
7、納米(mǐ)壓電(diàn)陶瓷
近(jìn)年(nián)来(lái)随着納米(mǐ)技術(shù)的(de)飛速發(fà)展(zhǎn)，納米(mǐ)陶瓷逐步受到(dào)人(rén)们(men)的(de)關(guān)注。納米(mǐ)粉體(tǐ)經(jīng)成(chéng)型和(hé)燒結，形成(chéng)致密、均匀的(de)块(kuài)體(tǐ)納米(mǐ)陶瓷，材料的(de)韌性(xìng)、強(qiáng)度(dù)和(hé)超塑性(xìng)大(dà)幅提(tí)高(gāo)，克(kè)服(fú)了(le)工程陶瓷的(de)许多(duō)不足，並(bìng)对(duì)材料的(de)力學(xué)、電(diàn)學(xué)、热(rè)學(xué)、磁學(xué)、光(guāng)學(xué)等性(xìng)能(néng)産生(shēng)重(zhòng)要(yào)影響。
通(tòng)过(guò)精選材料組成(chéng)體(tǐ)系(xì)和(hé)添加納米(mǐ)級颗(kē)粒(lì)、晶須、晶片(piàn)纖維等加以(yǐ)改性(xìng)，可(kě)以(yǐ)獲得高(gāo)性(xìng)能(néng)和(hé)低(dī)温(wēn)燒結兼優的(de)納米(mǐ)壓電(diàn)陶瓷材料。通(tòng)过(guò)控制納米(mǐ)晶粒(lì)的(de)生(shēng)长(cháng)可(kě)獲得量(liàng)子限域效應(yìng),以(yǐ)及(jí)性(xìng)能(néng)奇异(yì)的(de)铁電(diàn)體(tǐ)，以(yǐ)提(tí)高(gāo)壓電(diàn)热(rè)解(jiě)材料機(jī)電(diàn)轉(zhuǎn)換和(hé)热(rè)釋性(xìng)能(néng)。近(jìn)年(nián)迅速發(fà)展(zhǎn)的(de)各(gè)類(lèi)壓電(diàn)變(biàn)壓器、壓電(diàn)驅動(dòng)器、大(dà)功率超聲焊接技術(shù)、壓電(diàn)式振動(dòng)給(gěi)料器、超聲CVD新(xīn)工藝和(hé)核電(diàn)站相配套(tào)的(de)大(dà)功率超聲工程都是納米(mǐ)陶瓷在(zài)壓電(diàn)方(fāng)面(miàn)的(de)應(yìng)用(yòng)。