壓電陶瓷原理及材料介紹

　　壓電陶瓷是一種能夠?qū)C(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)換的信息功能陶瓷材料-壓電效應(yīng),壓電陶瓷除具有壓電性外,還具有介電性、彈性等,已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)成像、聲傳感器、聲換能器、超聲馬達(dá)等。

　　壓電陶瓷原理

　　極化后的陶瓷片會(huì)有束縛電荷出現(xiàn)在兩端，外界的自由電荷會(huì)被吸附到電極表面上，這是一個(gè)充電的過(guò)程。這時(shí)，當(dāng)有外力壓向陶瓷片時(shí)，兩端就會(huì)向外界放電;反之，當(dāng)有外力反向作用時(shí)，兩端將會(huì)進(jìn)行充電。這個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)了機(jī)械效應(yīng)向電效應(yīng)的轉(zhuǎn)換，因而該現(xiàn)象又叫做正壓電效應(yīng)。

　　壓電陶瓷材料

　　無(wú)機(jī)壓電材料：分為壓電晶體和壓電陶瓷，壓電晶體一般是指壓電單晶體;壓電陶瓷則泛指壓電多晶體。壓電陶瓷是指用必要成份的原料進(jìn)行混合、成型、高溫?zé)Y(jié)，由粉粒之間的固相反應(yīng)和燒結(jié)過(guò)程而獲得的微細(xì)晶粒無(wú)規(guī)則集合而成的多晶體。具有壓電性的陶瓷稱(chēng)壓電陶瓷，實(shí)際上也是鐵電陶瓷。

　　壓電陶瓷的參數(shù)

　　壓電陶瓷是一種能夠?qū)C(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)換的信息功能陶瓷材料-壓電效應(yīng),壓電陶瓷除具有壓電性外,還具有介電性、彈性等,已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)成像、聲傳感器、聲換能器、超聲馬達(dá)等。

　　壓電陶瓷的極化

　　壓電陶瓷的極化機(jī)理取決于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。壓電陶瓷是由一顆顆小晶粒無(wú)規(guī)則地“鑲嵌”而成，每個(gè)小晶?？煽礊橐粋€(gè)小單晶，其中原子(離子)都是有規(guī)則(周期性)的排列，形成晶格，晶格又由一個(gè)個(gè)重復(fù)單元—晶胞組成。晶粒與晶粒的晶格方向不一定相同，從整體看，仍是混亂、無(wú)規(guī)則的。為了使壓電陶瓷處于能量(靜電能與彈性能)狀態(tài)，晶粒中就會(huì)出現(xiàn)若干小區(qū)域，每個(gè)小區(qū)域內(nèi)晶胞自發(fā)極化有相同的方向，但鄰近區(qū)域之間的自發(fā)極化方向則不同。自發(fā)極化方向一致的區(qū)域稱(chēng)為電疇，整塊陶瓷包括許多電疇。