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压电陶瓷的发展简史

自从1880年居里兄弟发现电气石的压电效应以后,便开始了压电学的历史。石英和BaTiO3陶瓷在压电史上都起到过重要的作用,但是在人类发现PZT压电陶瓷之后,大大加进了应用压电陶瓷的速度,使压电的应用出现了崭新的局面。压电陶瓷是应用得较早、较广泛的功能材料,这类陶瓷晶体结构上没有对称心,因而具有压电效应。在材料的某个方向施加压力,则会在特定的方向引起变化,相应一对表面间就会出现电压差;反之,在定方向上施加电场,则会发生特定的形变和位移。换言之,压电陶瓷具有电能与机械能之间的转换和逆转换的功能。

压电陶瓷片
压电陶瓷图片展示

压电陶瓷的用途比较广泛,压电点火就是机械能转换为电能的典型例子。压电陶瓷材料具有成本低、换能效率高、形状、尺寸和加工成型方便等优点,因而在各种材料类型的压电器件、换能器件中占有主要的份额,但是它与晶体压电材料相比,具有稳定性和性能一致差等缺点。我国对压电陶瓷的研究始于50年代末期,比国外晚10多年,经过近40年的努力,研制成功了许多性能优良的压电陶瓷,如钛酸铅、锆钛酸铅系列压电陶瓷材料,在广大的工业部门有着广泛的应用。这类陶瓷材料发展速度较快,新配方不断涌现,高性能材料应用范围不断扩大,目前发展应用到了5G滤波器上,基础研究及应用研究仍将是当前紧迫的发展趋势。

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