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压电陶瓷物质组成

压电陶瓷的压电性压电陶瓷大的特性是具有压电性，包括正压电性和逆压电性。正压电性是指某些电介质在机械外力作用下，介质内部正负电荷中心发生相对位移而引起极化，从而导致电介质两端表面内出现符号相反的束缚电荷。在外力不太大的情况下，其电荷密度与外力成正比，遵循公式：其中，δ为面电荷密度，d为压电应变常数，T为伸缩应力。反之，当给具有压电性的电介质加上外电场时，电介质内部正负电荷中心发生相对位移而被极化，由此位移导致电介质发生形变，这种效应称之为逆压电性。当电场不是很强时形变与外电场呈线性关系，遵循公式：dt为逆压电应变常数，即d的转置矩阵，E为外加电场，x为应变。压电效应的强弱反映了晶体的弹性性能与介电性能之间的耦合程度，用机电耦合系数K表示，遵循公式：其中u12为压电能，u1为弹性能，u2为介电能。

压电陶瓷换能器简介

超声技术是一种广泛使用的无损检测技术，它以声学理论为基础，不断应用于电子、通信、医学、生物及物理领域。在现测技术中，利用超声技术研制的换能器以其灵敏度高、精度高等优点正在越来越受到人们的关注。检测过程中常用的换能器有: 压电式换能器、磁致伸缩换能器、电磁声换能器和激光换能器。常用的是压电换能器，它的部件就是压电晶片。压电晶片可以在压力的作用下发生形变，从而导致晶片本身发生极化，在晶片表面出现正负束缚电荷，此效应为压电效应。并且，压电效应具有可逆性，即对晶片施加电压后会发生形变。在检测过程中，利用超声探头的逆压电效应可以产生超声波，利用压电效应达到接收超声波的目的。压电陶瓷超声换能器很早就进入了人们的研究视野，它制作方便，可操控强，灵敏度高，机电耦合性好。基于压电陶瓷开发的换能器包括功率超声换能器和检测超声换能器。

压电陶瓷片工 艺

配料—混合磨细—预烧—二次磨细—造粒—成型—排塑—烧结成瓷—外形加工—被电极—高压极化—老化测试。一、配料：进行料前处理，除杂去潮，然后按配方比例称量各种原材料，注意少量的添加剂要放在大料的中间。二、混合磨细：目的是将各种原料混匀磨细,为预烧进行完全的固相反应准备条件。一般采取干磨或湿磨的方法。小批量可采取干磨，大批量可采取搅拌球磨或气流粉碎的方法，效率较高。三、预 烧：目的是在高温下，各原料进行固相反应，合成压电陶瓷。此道工序很重要。会直接影响烧结条件及终产品的性能。四、二次细磨：目的是将预烧过的压电陶瓷粉末再细振混匀磨细，为成瓷均匀性能一致打好基础。五、造粒：目的是使粉料形成高密度的流动性好的颗粒。六、成型：目的是将制好粒的料压结成所要求的预制尺寸的毛坯。七、排塑：目的是将制粒时加入的粘合剂从毛坯中除掉。八、烧结成瓷：将毛坯在高温下密封烧结成瓷。此环节相当重要。九、外形加工：将烧好的制品磨加工到所需要的成品尺寸。十、被电极：在要求的陶瓷表面设置上导电电极。一般方法有银层烧渗、化学沉积和真空镀膜。十一、高压极化：使陶瓷内部电畴定向排列，从而使陶瓷具有压电性能。十二、老化测试：陶瓷性能稳定后检测各项指标，看是否达到了预期的性能要求。

压电效应

压电效应产生的根源是晶体中离子电荷的位移，当不存在应变时电荷在晶格位置上分布是对称的，所以其内部电场为零。但当给晶体施加应力则电荷发生位移，如果电荷分布不在保持对称就会出现净极化，并将伴随产生一-个电场，这个电场就表现为压电效应。

压电陶瓷( piezelectric ceramics )，是指经直流高压极化后，具有压电效应的铁电陶瓷材料。晶体受到机械力的作用时，表面产生束缚电荷，其电荷密度大小与施加外力大小成线性关系，这种由机械效应转换成电效应的过程称为正压电效应(力→形变一电压)。晶体在受 到外电场激励下产生形变，且二者之间呈线性关系，这种由电效应转换成机械效应的过程称为逆压电效应(电压- +形变)。压电材料可以因机械变形产生电场，也可以因电场作用产生机械变形，这种固有的机-电耦合效应使得压电材料在工程中得到了广泛的应用。例如，压电材料已被用来制作智能结构，此类结构除具有自承载能力外，还具有自诊断性、自适应性和自修复性等