压电陶瓷 船舶海洋与建筑工程学院 姓名：张瀚文 学号：5140109096
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基本释义 压电陶瓷是一类具有压电特性的电子 陶瓷材料，构成其主要成分的晶相都是具 有铁电性的晶粒。 为了使陶瓷能表现出宏观的压电特性， 就必须在压电陶瓷烧成并于端面被复电极 之后，将其置于强直流电场下进行极化处 理，以使原来混乱取向的各自发极化矢量 沿电场方向择优取向.经过极化处理后的 压电陶瓷，在电场取消之后，会保留一定 的宏观剩余极化强度，从而使陶瓷具有了 一定的压电性质
压电陶瓷是一类具有压电特性的电子 陶瓷材料.，构成其主要成分的晶相都是具 有铁电性的晶粒。 为了使陶瓷能表现出宏观的压电特性， 就必须在压电陶瓷烧成并于端面被复电极 之后，将其置于强直流电场下进行极化处 理，以使原来混乱取向的各自发极化矢量 沿电场方向择优取向. 经过极化处理后的 压电陶瓷，在电场取消之后，会保留一定 的宏观剩余极化强度，从而使陶瓷具有了 一定的压电性质
压电陶瓷的原理 ow868部。加68 一10m WUST BSPT压电陶瓷断面SEM照片 原子在空间排列成晶格示意图 压电陶瓷由小晶粒无规则镶嵌而成
原子在空间排列成晶格示意图 BSPT压电陶瓷断面SEM照片 压电陶瓷由小晶粒无规则镶嵌而成
压电陶瓷的原理 Ba" Ba Ba" a+ 晶胞自发极化示意图 晶粒的晶格取向示意图
晶粒的晶格取向示意图 晶胞自发极化示意图
压电陶瓷的原理 陶瓷中电畴结构的显微镜照片 自发极化方向一致的区域称为电畴， 整块陶瓷包括许多电畴
自发极化方向一致的区域称为电畴， 整块陶瓷包括许多电畴。 陶瓷中电畴结构的显微镜照片
压电陶瓷的原理 极化处理前 极化处理中 极化处理后
极化处理前 极化处理中 极化处理后
极化三要素 01 02 03 极化电场 极化温度 极化时间 ·晶体各向异性 材料性质 矫顽场Ec ·电滞回线 •极化电场 击穿强度Eb ·电荷效应 •极化温度 ·机电耦合系数 压电性能 e 一
极化电场 ·晶体各向异性 ·电滞回线 ·电荷效应 ·机电耦合系数 极化温度 极化时间 •矫顽场Ec •击穿强度Eb •材料性质 •极化电场 •极化温度 •压电性能
极化方法 油浴极化法 空气极化法 空气高温极化法 温度范围较宽 操作简单 极化电场小 绝缘强度高 成本低 不用绝缘油 防潮性好 制品发生碎裂少 极化电场高的压电陶瓷材料 低矫顽场强的软性PZT材料 极化尺寸大，普通极化 因尺寸较厚而击穿场强降低 中需很高电压的制品 的制品 高压极化有困难的薄片制品
油浴极化法 温度范围较宽 绝缘强度高 防潮性好 极化电场高的压电陶瓷材料 空气极化法 操作简单 成本低 低矫顽场强的软性PZT材料 因尺寸较厚而击穿场强降低 的制品 高压极化有困难的薄片制品 空气高温极化法 极化电场小 不用绝缘油 制品发生碎裂少 极化尺寸大，普通极化 中需很高电压的制品
压电陶瓷的制作工艺 配料 混合 预烧 粉碎 成型 排胶 烧成 机加工 被电极 高压极化 老化测试 压电陶瓷的制造特点是在直流电场下对铁电陶瓷进行极化处理， 使之具有压电效应。一般极化电场为3~5kV1mm,温度100~ 150°C,时间5~20min。这三者是影响极化效果的主要因素。性 能较好的压电陶瓷，如锆钛酸铅系陶瓷，其机电偶合系数可高达 0.313~0.694。 一
配料 压电陶瓷的制造特点是在直流电场下对铁电陶瓷进行极化处理， 使之具有压电效应。一般极化电场为3～5kV/mm，温度100～ 150°C，时间5～20min。这三者是影响极化效果的主要因素。性 能较好的压电陶瓷，如锆钛酸铅系陶瓷，其机电偶合系数可高达 0.313～0.694。 混合 预烧 成型 排胶 烧成 被电极 粉碎 机加工 高压极化 老化测试