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1、压电陶瓷(toc)n压电材料n压电发展历史n压电材料简介(jinji)n常见的压电材料n压电材料的性能参数n压电材料应用第一页，共33页。自然界中的压电材料(cilio)石英第二页，共33页。压电陶瓷压电陶瓷(toc)第三页，共33页。高分子压电材料(cilio)（压电薄膜）第四页，共33页。压电陶瓷(toc)历史n1880年法国的P.Curie和J.Curie兄弟在研究热电性与晶体对称性的关系时发现了正压电效应这一物理现象，他们所报导的这些晶体中就有后来广为研究的罗息盐(NaKC4H4O6.4H2O酒石酸钾钠)。n1881年李普曼(G.Lippman)根据能量守恒和电荷量守恒的原理，推测(t
2、uc)逆压电效应(Conversepiezoelectriceffect)的存在，这一预言很快就被居里兄弟用实验所证实。后来发现了磷酸二氢钾、硫酸锂单水化合物和BaTiO3等重要压电晶体。第五页，共33页。n1916年朗之万(Langevin)用压电石英晶体作成水下发射和接收换能器，这是最早的压电换能器，并用于探测水下的物体(wt)。n1918年卡迪（Cady）研究了罗息盐晶体在机械谐振频率特有的电性能，导致罗息盐电声组件问世。n1921年相继研制成功石英谐振器和滤波器，开创了压电效应在稳频、计时和电子技术方面的应用。压电陶瓷(toc)历史第六页，共33页。n1947年采用BaTiO3压电陶瓷
3、制成了拾音器，这对压电材料的应用具有(jyu)重大意义，极大地刺激了压电陶瓷材料的研究与应用开发。n1969年发现聚偏氟乙烯薄膜制程的驻极体具有(jyu)优良的压电性后，聚合物驻极体的研究和应用迅速发展起来。压电陶瓷(toc)历史第七页，共33页。常见(chn jin)的压电陶瓷材料n1、钛酸钡（BaTiO3）压电陶瓷具有较高的压电系数和介电常数，机械强度不如石英。n2、锆钛酸铅Pb（ZrTi）O3系压电陶瓷（PZT）压电系数较高，各项机电参数(cnsh)随温度、时间等外界条件的变化小，在锆钛酸铅的基方中添加一两种微量元素，可以获得不同性能的PZT材料。n3、铌 镁 酸 铅 Pb(MgNb)O
4、3-PbTiO3-PbZrO3压 电 陶 瓷（PMN）具有较高的压电系数，在压力大至700kg/cm2仍能继续工作，可作为高温下的力传感器。第八页，共33页。压电原理(yunl)石英(shyng)的晶体结构(b)(a)+-YXXY硅氧离子(lz)的排列示意图(a)硅氧离子(lz)在Z平面上的投影（b）等效为正六边形排列的投影+第九页，共33页。石英(shyng)的压电机制第十页，共33页。压电陶瓷(toc)的极化直流电场E剩余(shngy)极化强度剩余(shngy)伸长电场作用下的伸长(a)极化处理前(b)极化处理中(c)极化处理后 第十一页，共33页。极化(j hu)后的压电陶瓷 自由电荷束
5、缚电荷电极电极极化方向陶瓷片内束缚电荷与电极上吸附的自由电荷示意图第十二页，共33页。压电效应(y din xio yng)压电效应压电效应(y din xio yng)逆压电效应逆压电效应(y din xio yng)第十三页，共33页。压电陶瓷等效模拟(mn)电路并联(bnglin)模拟电路串联模拟电路第十四页，共33页。n压电应变常数d33:n表示在压电晶体上施加单位电压时所产生的应变大小(dxio)。nn压电电压常数g33：n表示作用在压电晶体上单位应力所产生的电压梯度大小(dxio)。n压电材料(cilio)的主要性能参数第十五页，共33页。压电材料(cilio)的主要性能参数n介电
6、常数:n机电耦合系数K:n表示压电材料机械能(声能)与电能之间的转换效率。n机械品质因子Qm:nn压电晶片在谐振时贮存的机械能E贮与在一个周期内损耗(snho)的能量E损之比称为机械品质因子Qm。第十六页，共33页。n频率常数Nt:n压电晶片的厚度与固有频率的乘积是一个常数，这个常数叫做(jiozu)频率常数。n居里温度Tc：n使压电材料的压电效应消失的温度。压电材料(cilio)的主要性能参数第十七页，共33页。压电材料的主要(zhyo)特性 n转换性能：要求具有较大的压电常数。n机械性能：机械强度高、刚度(nd)大。n电性能：高电阻率和大介电常数。n环境适应性：温度和湿度稳定性要好，要求具
7、有较高的居里点，获得较宽的工作温度范围。n时间稳定性：要求压电性能不随时间变化。第十八页，共33页。压电材料(cilio)应用压电陶瓷按照应用分类共分为七大类：压电振荡器及材料压电声电组件：蜂鸣器、送话器、受话器、压电喇叭压电超音波换能器：超音波清洗、超音波雾化(whu)、超音波美容、超音波探测信息处理组件：滤波器、谐振器、检波器、监频器、表面声波、延迟线动力装置：点火器、超音波切割、超音波粘接、压电马达、压电变压器压电传感器：速度、加速度计、角速度计、微位移器光电组件：光调节器、光调节阀、光电显示、光信息储存、影象储存和显示目前市场容量最大的组件是频率组件，主要包括滤波器和谐振器。第十九页，共33页。奥迪威公司(n s)压电蜂鸣片第二十页，共33页。电声元件(yunjin)第二十一页，共33页。开放式超声波传感器第二十二页，共33页。超声波雾化(w hu)片第二十三页，共33页。奥迪威其它(qt)压电产品第二十四页，共33页。超声波马达(md)第二十五页，共33页。C-171微型旋转陶瓷(toc)电机 第二十六页，共33页。超声波压电陶瓷(toc)电机 第二十七页，共33页。第二十八页，共33页。第二十九页，共33页。液晶电视用模组液晶电视用模组 第三十页，共33页。第三十一页，共33页。压电陶瓷(toc)点火器第三十二页，共33页。谢谢(xixie)第三十三页，共33页。