压电陶瓷有较大优势,应用飞速发展
压电陶瓷有较大优势,应用飞速发展
新闻出处:东群电子   2014-07-30 13:31:13

    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PbPbTiO3单晶。这类单晶的d33最高可达2600pc/N,k33可高达0.95,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/kg,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。现在美国、日本、俄罗斯和中国已开始进行这类材料的生产工艺研究,它的批量生产的成功必将带来压电材料应用的飞速发展。

    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,在高频器件以及超低压制动器和微机电系统应用方面,这样的粒径已接近器件规格尺寸,所以传统的粗晶粒压电陶瓷已不能满足需要了。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。?商岣哒罅衅德,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,做了大量的工作,促进畴壁的移动,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,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。