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压电陶瓷材料和几种新的应用介绍

来源:未知 发布日期:2019-06-08 11:36 浏览:

  以往的压电陶瓷是由几微米至几十微米的多畴晶粒组成的多晶材料,尺寸已不能满足需要了。减小粒径至亚微米级,可以改进材料的加工性,可将基片做地更薄,可提高◇…=▲阵列频率,降低换能器阵列的损耗,提高器件的机械强度,减小▪▲□◁多层器件每层的厚度,从而降低驱动电压,这对提高叠层▷•●变压器、制动器都是有益的。减小粒径有上述如此多的好处,但同时也带来了降低压电效应的影响。为了克服这种影响,人们更改了传统的掺杂工艺,使细晶粒压电陶瓷压电效应增加到与粗晶粒压电陶瓷相当的水平。现在制作细晶粒材料的成本已可与普通陶瓷竞争了。近年来,人们用细晶粒压电陶瓷进行了切割研磨研究,并制作出了一些高频换能器、微制动器及薄型蜂鸣器(▪•★瓷片20-30um厚),证明了细晶粒压电•●陶瓷的优越性。随着纳米技术的发展,细晶粒压电陶瓷材料研究和应用开发仍是近期的热点。

  PbTiO3系压电陶瓷具适▼▼▽●▽●合制作高频高温压电陶瓷元件。虽然存在PbTiO3陶瓷烧成难、极化难、制作大尺◇•■★▼寸产品难的问题,人们还是在改性方面作了大量工作,改善其烧结性。抑制晶粒长大,从而得到各个晶粒细小、各向异性的改性PbTiO3材料。近几年,改良△▪▲□△PbTiO3材料报道较多,在金属探伤、高频器件方面得到了广泛应用。目前该材料的发展和应用开发仍是许多压电陶瓷工作者关心△▪▲□△的课题。

  无机压电陶瓷和有机高分子树脂•☆■▲构成的压电复合材料,兼备无机和有机压电材料的性能,并能产生两相◆◁•都没有的特性。因此,可以根据需要,综合二相材料的优点,制作良好性能的换能器和▲●…△传感器。它的接收灵敏□◁度很高,比普通压电陶瓷更适合▲★-●于水声换能器。在其它超声波换能器和传感器方面,压电复合材料也有较大优势。国内学者对这个领域也颇感兴趣,做了大量的工艺研究,并在复合材料的结构和性能方面做了一些有益的基础研究工作,目前正致力于压电复合材料产品的开发。

  传统的压电陶瓷较其它类型的压电材料压电效应要强,从而得到◇=△▲了广泛应用。但作为大应边,高能换能材料,传统压电陶瓷的压电效应仍不能满足◆▼要求。于是近几年来,人们为了研究出具有更优异压电性的新压电材料,做了大量工作,现已发现并研制出了Pb(A1/3B2/3)PbTiO3单晶(A●=Zn2+,Mg2+)。这类单晶的d33zui高可达2600pc/N(压电陶瓷d33zui大为850pc/N),k33可高达0.95(压电陶瓷K33zui高达0.8),其应变1.7%,几乎比压电陶瓷应变★▽…◇高一个数量级。储能密度高达130J/k◆■g,而压电陶瓷储能密度在10J/kg以内。铁电压电学者们称这类材料的出现是压电材料发展的又一次◁☆●•○△飞跃。

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