壓電陶瓷是指把氧化物混合(氧化鋯、氧化鉛、氧化鈦等)高溫燒結、固相反應后而成的多晶體,并通過直流高壓極化處理使其具有壓電效應的鐵電陶瓷的統稱,是一種能將機械能和電能互相轉換的功能陶瓷材料。由于具有較好的力學性能和穩定的壓電性能,作為一種重要的力、熱、電、光敏感功能材料,已經在傳感器、超聲換能器、微位移器和其它電子元器件等方面得到了廣泛的應用。隨著材料工藝的不斷研究和改良,以及電子、信息、航空航天等高科技領域日新月異的發展,作為含高智能新型材料的壓電陶瓷的生產技術和應用開發是人們關注的熱門課題。
壓電陶瓷是什么?
1917年,法國科研人員開發了超聲波潛艇探測器,基于聲納中使用壓電性材料的成功,使人們對壓電器件產生了濃厚的興趣。在接下來的幾十年中,科學家對這些新型壓電材料和新應用進行了探索和開發。用來測量流體和固體中的粘度和彈性的超聲換能器的開發,從而在材料研究方面取得了巨大的進步。用來檢測鑄造金屬和石材內部的缺陷超聲波反射計(其通過材料發送超聲波脈沖并測量不連續性的反射),從而提高結構件的安全性能。
二戰結束后,美國、俄羅斯和日本的獨立研究小組發現了一類新的合成材料,其表現出比天然材料高出多倍的壓電常數,稱為鐵電體,人們開始著手研究具有特定應用特性的鈦酸鋇和鋯鈦酸鉛材料。
壓電陶瓷其實是一種利用壓電效應,將機械能和電能互相轉換的信息功能陶瓷材料。壓電陶瓷的工作原理就像一個可以將動能和勢能互相轉化的彈簧,在通電時就會發生變形。在壓電閥應用中就是利用了這一點,讓兩塊相互連接的陶瓷板材朝向一個特定方向彎曲,借助這一連接板,就可以讓彎曲執行器進行打開和閉合的操作。