壓電材料測試儀分析壓電材料的應(yīng)用及發(fā)展趨勢

　　當(dāng)你在點燃煤氣灶或熱水器時，就有一種壓電陶瓷已悄悄地為你服務(wù)了一次。生產(chǎn)廠家在這類壓電點火裝置內(nèi)，藏著一塊壓電陶瓷，當(dāng)用戶按下點火裝置的彈簧時，傳動裝置就把壓力施加在壓電陶瓷上，使它產(chǎn)生很高的電壓，進(jìn)而將電能引向燃?xì)獾某隹诜烹?，于是，燃?xì)饩捅浑娀鸹c燃了。壓電陶瓷的這種功能就叫做壓電效應(yīng)。

　　壓電材料可以因機(jī)械變形產(chǎn)生電場，也可以因電場作用產(chǎn)生機(jī)械變形，這種固有的機(jī)-電耦合效應(yīng)使得壓電材料在工程中得到了廣泛的應(yīng)用。例如，壓電材料已被用來制作智能結(jié)構(gòu)，此類結(jié)構(gòu)除具有自承載能力外，還具有自診斷性、自適應(yīng)性和自修復(fù)性等功能，在未來的飛行器設(shè)計中占有重要的地位。

　　什么是壓電材料？

　　壓電材料（piezoelectric material），受到壓力作用時會在兩端面間出現(xiàn)電壓的晶體材料。利用壓電材料的特性可實現(xiàn)機(jī)械振動（聲波）和交流電的互相轉(zhuǎn)換。因而壓電材料廣泛用于傳感器元件中，例如地震傳感器，力、速度和加速度的測量元件以及電聲傳感器等。

　　壓電材料種類

　　1壓電單晶

　　石英（SiO2，J·居里和P·居里兄弟于1880年發(fā)現(xiàn)的），性穩(wěn)定，但價格高，一般僅用于標(biāo)準(zhǔn)儀器或要求較高的傳感器中；

　　優(yōu)點：Q值較大，有良好的溫度特性。

　　缺點：制程困難，價格貴。

　　2壓電陶瓷材料

　　PZT、BaTiO3、PTiO3、鉍層狀陶瓷等。

　　優(yōu)點：抗酸堿，機(jī)電耦合系數(shù)高，易制程任意形狀，價格便宜。

　　缺點：溫度系數(shù)大，需高壓極化處理(kV/mm)。

　　3壓電聚合物

　　聚二氟乙烯（PVF2）是目前發(fā)現(xiàn)的壓電效應(yīng)較強(qiáng)的聚合物薄膜，當(dāng)在膜厚方向加直流高壓電場極化后，就可以成為具有壓電性能的高分子薄膜。這種薄膜有可撓性，并容易制成大面積壓電元件。這種元件耐沖擊、不易破碎、穩(wěn)定性好、頻帶寬。為提高其壓電性能還可以摻入壓電陶瓷粉末，制成混合復(fù)合材料(PVF2—PZT)。

　　優(yōu)點：低聲學(xué)阻抗特性，柔軟可做極薄的組件。

　　缺點：壓電參數(shù)小，需*的極化電場(MV/mm)。

　　4壓電復(fù)合材料

　　壓電陶瓷與聚合物的復(fù)合，同時兼具陶瓷的高壓電性能，又有聚合物的韌性，一些指標(biāo)特別優(yōu)異。0-3型、1-3型、3-3型。