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一(yī)類是無機壓電材料,分(fēn)為壓電晶體和(hé)壓電陶瓷,壓(yā)電晶(jīng)體(tǐ)一(yī)般是指壓電(diàn)單晶體;壓電(diàn)陶瓷(cí)則(zé)泛(fàn)指壓電多(duō)晶體(tǐ)。
壓電陶瓷是指用必要成份的(dí)原料(liào)進(jìn)行混合,成型(xíng),高(gāo)溫燒(shāo)結,由(yóu)粉(fěn)粒之(zhī)間(jiān)的(dí)固(gù)相(xiāng)反應(yīng)和(hé)燒(shāo)結(jié)過程(chéng)而獲(huò)得的(dí)微細晶粒(lì)無(wú)規則(zé)集(jí)合而(ér)成的多晶體。具有壓(yā)電性(xìng)的陶(táo)瓷(cí)稱(chēng)壓(yā)電陶(táo)瓷(cí),實際(jì)上(shàng)也是鐵電(diàn)陶瓷(cí)。在(zài)這(zhè)種陶瓷(cí)的(dí)晶(jīng)粒(lì)之(zhī)中(zhōng)存在(zài)鐵電疇(chóu),鐵電(diàn)疇由(yóu)自發極化(huà)方向反向平(píng)行(háng)的180疇(chóu)和自發極化方向互相垂(chuí)直的90疇(chóu)組(zǔ)成,這些(xiē)電疇(chóu)在(zài)人工(gōng)極(jí)化(施加強(qiáng)直流(liú)電(diàn)場(cháng))條件下,自發(fā)極(jí)化(huà)依外電(diàn)場方(fāng)向充分排列並(bìng)在(zài)撤消外電(diàn)場後保持剩(shèng)餘極化強度(dù),因(yīn)此具有宏(hóng)觀壓電(diàn)性(xìng)。如(rú):鈦酸(suān)鋇BT,鋯鈦酸(suān)鉛(qiān)PZT,改(gǎi)性鋯(gào)鈦酸鉛,偏銳(ruì)酸鉛,铌酸鉛(qiān)鋇(bèi)鋰(lǐ)PBLN,改性(xìng)鈦酸鉛PT等。這(zhè)類材料(liào)的研製(zhì)成功(gōng),促(cù)進(jìn)了聲換能器,壓電(diàn)傳感(gǎn)器的各種壓(yā)電(diàn)器件(jiàn)的(dí)改善和(hé)提(tí)高(gāo)。
壓電(diàn)晶體一般(bān)指(zhǐ)壓(yā)電單(dān)晶體,是指按(àn)晶(jīng)體空間點(diǎn)陣長程有序生(shēng)長而成的晶體(tǐ)。這(zhè)種晶(jīng)體(tǐ)結構(gòu)無(wú)對稱(chēng)中(zhōng)心(xīn),因此(cǐ)具有壓電(diàn)性(xìng)。如(rú)水(shuǐ)晶(石(shí)英(yīng)晶體(tǐ)),镓(jiā)酸鋰,鍺酸鋰,鍺酸鈦(tài)以(yǐ)及鐵(tiě)晶體(tǐ)管铌(ní)酸鋰,鉭酸鋰等(děng)。
相(xiāng)比較而言,壓(yā)電(diàn)陶瓷壓電性強,介電(diàn)常數(shù)高,可以(yǐ)加工(gōng)成任意(yì)形(xíng)狀(zhuàng),但(dàn)機械因(yīn)子較低,電損耗較大(dà),穩定(dìng)性(xìng)差(chà),因而(ér)適(shì)合於大功率(shuài)換(huàn)能器和寬(kuān)帶濾波(bō)器(qì)等應(yīng)用,但(dàn)對高頻,高(gāo)穩定(dìng)應(yīng)用不(bù)理(lǐ)想(xiǎng)。石(shí)英等壓電(diàn)單(dān)晶壓電性弱(ruò),介電(diàn)常數(shù)很低(dī),受(shòu)切型(xíng)限(xiàn)製存在尺寸(cùn)局(jú)限(xiàn),但(dàn)穩定性(xìng)很(hěn)高,機械因子高,多用(yòng)來作標(biāo)準頻率控製(zhì)的振子,高(gāo)選(xuǎn)擇(zé)性(xìng)(多(duō)屬高(gāo)頻狹(xiá)帶通(tōng))的(dí)濾波器(qì)以及(jí)高(gāo)頻,高(gāo)溫(wēn)超(chāo)聲換能器等。近(jìn)來(lái)由於铌鎂酸(suān)鉛Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 單晶(jīng)體( Kp ≥ 90%, d33 ≥ 900 ×-3C/N,10 ε≥ 20,000)特異,外(wài)上都開(kāi)始這種(zhǒng)材(cái)料的研(yán)究,但由於其(qí)居裏點太低,離使(shǐ)用(yòng)化尚有一段距(jù)離(lí)。
第二類是有(yǒu)機壓(yā)電(diàn)材料, 又(yòu)稱(chēng)壓(yā)電聚合物(wù), 如(rú)偏(piān)聚(jù)氟乙(yǐ)烯(xī)(PVDF)(薄膜) 及其(qí)它(tā)為代表的其他有機壓(yā)電 (薄(báo)膜)材料(liào)。這類(lèi)材料及其材質柔韌(rèn), 低密(mì)度, 低阻抗和(hé)高壓電(diàn)電壓常數 (g)等優點為(wéi)世人(rén)矚目(mù),且發(fā)展(zhǎn)十(shí)分迅速,現(xiàn)在水(shuǐ)聲超聲測(cè)量(liáng),壓力(lì)傳(chuán)感,引(yǐn)燃引爆(bào)等方麵獲得應(yīng)用。不(bù)足(zú)之(zhī)處(chǔ)是壓電(diàn)應(yīng)變常(cháng)數(shù)(d)偏(piān)低,使(shǐ)之(zhī)作(zuò)為有源發射換(huàn)能器受到(dào)很(hěn)大的(dí)限製。
第(dì)三(sān)類是復合壓(yā)電材(cái)料, 這類材(cái)料是(shì)在有機(jī)聚合物(wù)基底(dǐ)材(cái)料(liào)中(zhōng)嵌(qiàn)入片狀,棒狀,杆狀,或粉末狀(zhuàng)壓電材料構(gòu)成的。至今已在水(shuǐ)聲(shēng),電聲,超聲,醫學(xué)等領(lǐng)域(yù)得到廣(guǎng)泛(fàn)的(dí)應用(yòng)。如果它製成水聲換能器, 不僅具有(yǒu)高(gāo)的靜水壓響應(yīng)速(sù)率, 而且(qiě)耐衝擊,不(bù)易(yì)受損(sǔn)且可用(yòng)與不(bù)同的深度(dù)。

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