分(fēn)享(xiǎng)壓電材料(liào)分類(lèi)及(jí)介紹

      壓電(diàn)單(dān)晶體(tǐ)除(chú)天然石英之外，還(huán)有人工研(yán)製的許(xǔ)多(duō)種類，如(rú)磷酸二氫氨（ADP），磷酸(suān)二(èr)氫鉀（KDP）等，但由(yóu)於它(tā)們(mén)的(dí)性能(néng)存(cún)在某(mǒu)種缺陷(xiàn)，隨著人造石英(yīng)的大量(liáng)生產和(hé)壓電(diàn)陶(táo)瓷性能的提(tí)高，這些晶(jīng)體大多(duō)已基(jī)本不(bù)用。

      壓(yā)電薄(báo)膜(mó)如氧化鋅和(hé)氮化(huà)鋁(lǚ)等是當(dāng)今微(wēi)波器(qì)件(jiàn)的(dí)關鍵材(cái)料。

 但應用(yòng)重(zhòng)要(yào)和用(yòng)量大的壓電材(cái)料(liào)仍(réng)然是石(shí)英(yīng)和各(gè)類多(duō)晶壓(yā)電陶瓷。與(yǔ)其(qí)它(tā)壓電體相比(bǐ)，壓電(diàn)陶瓷(cí)具有一(yī)係(xì)列優點，如易於(yú)製(zhì)造(zào)，可成批量(liáng)生(shēng)產，成(chéng)本低(dī)，不受尺寸(cùn)和(hé)形(xíng)狀的限製(zhì)，可(kě)在任一(yī)方(fāng)向極(jí)化，可通(tōng)過調節組分改(gǎi)變材(cái)料(liào)的(dí)性能(néng)，而(ér)且耐(nài)熱，耐濕(shī)和化學穩(wěn)定性(xìng)好(hǎo)等(děng)。

壓電(diàn)材(cái)料的種類(lèi)較多，簡單概括起來，可按如下進(jìn)行分(fēn)類：

 一(yī)類是無機壓(yā)電(diàn)材(cái)料，分為(wéi)壓電(diàn)晶體和(hé)壓電陶瓷，壓電晶體(tǐ)一(yī)般(bān)是(shì)指壓電單(dān)晶體(tǐ)；壓電陶瓷(cí)則(zé)泛(fàn)指壓電多(duō)晶(jīng)體。

 壓電陶瓷(cí)是指(zhǐ)用(yòng)必要(yào)成份(fèn)的原(yuán)料進行(háng)混合(hé)， 成型，高(gāo)溫燒結，由粉粒之間(jiān)的固(gù)相反應和(hé)燒結(jié)過程而獲(huò)得的微細晶粒(lì)無(wú)規則集(jí)合而成(chéng)的多晶體。具有壓(yā)電性的陶(táo)瓷稱壓電陶瓷，實(shí)際上也(yě)是鐵電陶瓷(cí)。在(zài)這種(zhǒng)陶(táo)瓷(cí)的晶(jīng)粒之中存在(zài)鐵(tiě)電(diàn)疇(chóu)，鐵(tiě)電(diàn)疇由(yóu)自發(fā)極(jí)化方向反向平(píng)行的(dí)180 疇(chóu)和自(zì)發極化方(fāng)向(xiàng)互相(xiāng)垂(chuí)直的(dí)90 疇(chóu)組成(chéng)，這些電疇在(zài)人工(gōng)極(jí)化(huà)（施加(jiā)強(qiáng)直流(liú)電(diàn)場(cháng)）條件(jiàn)下(xià)，自發極化(huà)依外(wài)電(diàn)場(cháng)方(fāng)向充(chōng)分排列並(bìng)在撤(chè)消外電場後(hòu)保持剩(shèng)餘(yú)極(jí)化(huà)強度， 因此(cǐ)具(jù)有宏(hóng)觀壓電(diàn)性。 如：鈦酸(suān)鋇 BT，鋯鈦(tài)酸鉛 PZT，改(gǎi)性鋯(gào)鈦(tài)酸鉛，偏铌(ní)酸(suān)鉛，铌酸鉛(qiān)鋇鋰(lǐ)PBLN，改性(xìng)鈦(tài)酸(suān)鉛 PT等。這(zhè)類(lèi)材(cái)料(liào)的研製成功(gōng)，促進了(liǎo)聲(shēng)換能器，壓電傳感(gǎn)器的各(gè)種(zhǒng)壓(yā)電器(qì)件的改善和提高。

 壓電(diàn)晶體(tǐ)一般指(zhǐ)壓電(diàn)單晶(jīng)體(tǐ)， 是指(zhǐ)按(àn)晶(jīng)體空間點陣長(cháng)程(chéng)有序生長而成的(dí)晶(jīng)體。這種(zhǒng)晶體(tǐ)結構無對稱(chēng)中心(xīn)，因(yīn)此(cǐ)具(jù)有(yǒu)壓電(diàn)性(xìng)。如水(shuǐ)晶（石英晶(jīng)體），镓(jiā)酸(suān)鋰(lǐ)，鍺(zhě)酸鋰，鍺(zhě)酸(suān)鈦以(yǐ)及(jí)鐵(tiě)晶(jīng)體管(guǎn)铌(ní)酸鋰，鉭(tǎn)酸(suān)鋰等。

 相(xiāng)比較(jiào)而(ér)言，壓電陶瓷壓電性強，介電常(cháng)數高，可以加工成任意(yì)形狀(zhuàng)，但機械(xiè)因子(zǐ)較低(dī)，電損(sǔn)耗較(jiào)大，穩(wěn)定性差，因而適合於(yú)大(dà)功率換能器和寬帶濾(lǜ)波器(qì)等應用，但對(duì)高(gāo)頻(pín)，高穩定(dìng)應(yīng)用不理(lǐ)想。石(shí)英等壓電(diàn)單晶壓(yā)電性(xìng)弱，介電常數(shù)很低，受切(qiē)型限製(zhì)存在(zài)尺寸(cùn)局限(xiàn)，但穩定(dìng)性(xìng)很高(gāo)，機械(xiè)因(yīn)子高，多(duō)用來作標(biāo)準(zhǔn)頻率控製的(dí)振子(zǐ)，高選擇性（多(duō)屬(shǔ)高頻狹(xiá)帶通）的濾(lǜ)波(bō)器以(yǐ)及高(gāo)頻，高(gāo)溫(wēn)超聲換(huàn)能器等。近來由(yóu)於(yú)铌鎂酸鉛Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 單晶體（ Kp ≥ 90%, d33 ≥ 900 ×-3C/N,10ε≥ 20,000）特(tè)異(yì)，外上都開始(shǐ)這種材料的研究，但由 於其居(jū)裏點(diǎn)太(tài)低(dī)，離(lí)使(shǐ)用(yòng)化(huà)尚(shàng)有(yǒu)一(yī)段(duàn)距離(lí)。

 二(èr)類(lèi)是有機壓電(diàn)材料， 又稱(chēng)壓(yā)電聚合(hé)物(wù)， 如偏聚氟乙(yǐ)烯 （PVDF）（薄膜） 及其它為(wéi)代表(biǎo)的其他有(yǒu)機壓電（薄(báo)膜(mó)） 材(cái)料。

 這(zhè)類材(cái)料及其(qí)材質柔韌(rèn)， 低密度， 低阻抗和高壓電電壓常(cháng)數(shù) (g)等優點為(wéi)世(shì)人矚目，且發展十分迅速，現在(zài)水(shuǐ)聲超聲測量(liáng)，壓力(lì)傳(chuán)感，引燃(rán)引(yǐn)爆等(děng)方麵獲得應用(yòng)。不足(zú)之處是壓電應(yīng)變(biàn)常數（d）偏(piān)低，使之作(zuò)為(wéi)有(yǒu)源發射(shè)換能器受到很大(dà)的限(xiàn)製。

 三類是復合(hé)壓電(diàn)材(cái)料， 這(zhè)類(lèi)材(cái)料是在(zài)有機聚(jù)合(hé)物基底(dǐ)材料(liào)中(zhōng)嵌入片狀(zhuàng)，棒狀(zhuàng)，杆(gān)狀，或粉末(mò)狀壓電材(cái)料構(gòu)成(chéng)的。至今(jīn)已(yǐ)在水聲(shēng)，電聲(shēng)，超聲(shēng)，醫(yī)學等領域(yù)得到廣泛(fàn)的應(yīng)用(yòng)。如果(guǒ)它(tā)製成水(shuǐ)聲換能(néng)器， 不(bù)僅(jǐn)具有高的靜(jìng)水(shuǐ)壓響(xiǎng)應速率(shuài)，而且耐(nài)衝(chōng)擊(jī)，不易(yì)受(shòu)損(sǔn)且(qiě)可(kě)用(yòng)與(yǔ)不同(tóng)的深度。