压电材料的应用.doc

压电质料的应用专业:质料科学与工程学号:1101900102班级:1019001姓名:金祖儿摘要:本文论述了种种新型压电质料的性能和种种特性的应用。从压电质料的压电效应入手,介绍了压电质料的分类及结构组成。针对差别压电质料在生产实践中的应用情况,综述了近年来压电质料的研究现状,并系统介绍了压电质料在各个领域的应用和生长。要害词:压电质料压电效应压电陶瓷质料压电复合质料高居里温度压电陶瓷制备技能;研究现状;应用压电质料的应用遍及当今社会日常生活的每个角落,人们险些每天都有可能涉及到压电质料的应用。香烟、煤气灶、热水器、汽车发动机等的点火要用到压电点火器;电子手表、声控门、报警器、儿童玩具、电话要用压电谐振器、蜂鸣器;银行、商店、超净厂房和宁静保密场合的治理以及侦察、破案等场合,要用到能验证每小我私家字迹和声音特征的压电传感器;家用电气产物如电视秘密用到压电陶瓷滤波器、压电SAW滤波器、压电变压器,甚至压电电扇;收录秘密用压电微音器、压电扬声器;照相机和录像秘密用到压电马达等等。压电器件不但在产业和民用产物上用途遍及,在军事上也同样得到了大量应用。雷达、军用通讯和导航设备等方面都需要大量的压电陶瓷滤波器和压电SAW滤波器。压电质料还可以应用于结构缺陷的识别、柔性结构振动的控制以及医学上的免疫检测、人工耳蜗等。压电质料是一类具有压电物理特性的电介质,被制成转换元件遍及应用于压电式传感器上。压电效应体现为当某些电介质在一定偏向上受到外力的作用而产生变形时,其内部会产生极化现象,同时在它的两个相对外貌上出现正负相反的电荷,看成用力的偏向改变时,电荷的极性也随之改变,受力所产生的电荷量与外力的巨细成正比。当外力去掉后,它又会规复到不带电的状态,这种现象称为正压电效应;相反,当在电介质的极化偏向上施加交变电场,这些电介质也会产生机器变形,电场去掉后,电介质的机器变形随之消失,这种现象称为逆压电效应。正压电效应是把机器能转换为电能,逆压电效应是把电能转换为机器能。1880年居里兄弟发明了压电效应,从而开创了压电学的历史。但是压电质料真正得到遍及的应用照旧在1955年发明压电陶瓷之后。压电器件最早采取的质料是石英晶体,接着是BaTiO3、Pb(Zr,Ti)O3等压电陶瓷以及铌酸锂、钽酸锂和氧化锌等压电晶体。性能优良的压电质料将成为本世纪重要的新质料。目前压电质料主要研究热点会合在弛豫型单晶、多元体系复合质料以及高居里温度压电质料,细晶粒压电陶瓷,无铅压电陶瓷质料等。(一)压电陶瓷20世纪40年代发明了BaTiO3压电陶瓷,并于1947年制成器件,这对压电质料的生长具有重要的意义[6]。50年代初出现了钛锆酸铅系(PZT),其性能远远优于BaTiO3,厥后又出现了PLZT透明铁电陶瓷。压电陶瓷大多是ABO3型化合物(结构如下图)或几种ABO3型化合物的固溶体,应用最遍及的压电陶瓷是钛酸钡系和锆酸铅系(PZT)陶瓷。钛酸钡陶瓷(BaTiO3)的晶体属于钙钛矿型(CaTiO3)结构,其中氧形成氧八面体,钛原子位于氧八面体的中心,钡则处于8个八面体的间隙。在室温下BaTiO3是属于四方晶系;当温度升高到120e以上,四方相转变为立方相,属于顺电相;在0e四周四方相转变为正交晶系。BaTiO3具有较好的压电性,它是在锆钛酸铅陶瓷出现前最为遍及使用的压电质料。但因其居里点不高(1