压电陶瓷是一种功能陶瓷材料,它能够将机械能和电能互相转换。这种材料由氧化物如氧化锆、氧化铅、氧化钛等混合后高温烧结而成,并通过直流高压极化处理获得压电效应。压电陶瓷具有体积小、不吸潮、寿命长等特点,并且被广泛应用于制造超声换能器、水声换能器、传感器和执行器等。
压电陶瓷的主要特性包括:
压电性:
能够在受到机械应力时产生电荷,或在施加电场时发生形变。
介电性:
具有储存电能的能力。
弹性:
具有弹性,能在受力后恢复原状。
压电陶瓷的应用非常广泛,包括:
传感器:用于测量压力、加速度、振动等物理量。
能量收集器:将机械能转换为电能。
换能器:在声学、电子学和医学成像等领域使用。
执行器:用于产生超声波、驱动电机等。
压电陶瓷的种类繁多,包括钛酸钡系、锆钛酸铅二元系以及添加第三种化合物的三元系压电陶瓷。其中,PZT(铅锆钛酸盐)陶瓷是一种广泛应用的压电材料。
压电陶瓷的发展历史悠久,自1880年居里兄弟发现电气石的压电效应以来,经过不断的改进和研究,其性能和可应用性得到了极大的提高