壓電陶瓷片廠常用指南「宇海電子」

淄博宇海電子陶瓷有限是全國生產(chǎn)敏感元件與傳感器、尤其是敏感元件品種較多的企業(yè)。有水聲、電聲、超聲、計量、通訊、探測、自動控制、引燃引爆等用途的成熟材料配方30多個，每年為國內幾十個行業(yè)、四百多個廠家及科研單位提供上千個品種的產(chǎn)品，為我國人造地球位星的發(fā)射、海浮電纜的研制、海上運載火箭的發(fā)射、人造通訊位星的發(fā)射等重點工程配套提供了的產(chǎn)品。1958年開創(chuàng)利用鈦酸鋇（BaTiO）陶瓷的壓電效應進行點火，但這種材料著火率不高，噪音大，1962年開始試用鋯鈦酸鉛（PZT）壓電陶瓷制作點火器，這種點火器廣泛應用日常生活、工業(yè)生產(chǎn)以及軍事方面，用以點燃氣體和各類扎藥和火箭的引燃引爆。部分產(chǎn)品出口國外，企業(yè)在國際國內贏得了較高的聲譽。

壓電陶瓷主要有三大類：

鈦酸鋇類（BaTiO3），原材料有二氧化鈦、碳酸鋇、碳酸鍶等；

鋯鈦酸鉛類（PbZrTiO3），原材料有二氧化鈦、氧化鋯、氧化鉛、、碳酸鍶、氧化鈮、氧化鑭等；

鈮鎂酸鉛類（PbNbMgO3），原材料有氧化鈮、氧化鎂、氧化鉛、、碳酸鍶、氧化鑭等。

壓電陶瓷材料的基本原理　　壓電效應的原理是，如果對壓電材料施加壓力，它便會產(chǎn)生電位差（稱之為正壓電效應），反之施加電壓，則產(chǎn)生機械應力（稱為逆壓電效應）。如果壓力是一種高頻震動，則產(chǎn)生的就是高頻電流。而高頻電信號加在壓電陶瓷上時，則產(chǎn)生高頻聲信號（機械震動），這就是我們平常所說的超聲波信號。此時壓電陶瓷片呈低阻抗，輸出音量受輸入電流控制，因此亦稱為電流驅動型。也就是說，壓電陶瓷具有機械能與電能之間的轉換和逆轉換的功能，這種相互對應的關系確實非常有意思。

　　壓電材料可以因機械變形產(chǎn)生電場，也可以因電場作用產(chǎn)生機械變形，這種固有的機-電耦合效應使得壓電材料在工程中得到了廣泛的應用。例如，壓電材料已被用來制作智能結構，此類結構除具有自承載能力外，還具有自診斷性、自適應性和自修復性等功能，在未來的飛行器設計中占有重要的地位。壓電陶瓷實際上是一種經(jīng)過極化處理的、具有壓電效應的鐵電陶瓷，是信息時代的新型材料壓電陶瓷是功能陶瓷中應用極廣的一種。

細晶粒壓電陶瓷

　　以往的壓電陶瓷是由幾微米至幾十微米的多疇晶粒組成的多晶材料，尺寸已不能滿足需要了。減小粒徑至亞微米級，可以改進材料的加工性，可將基片做地更薄，可提高陣列頻率，降低換能器陣列的損耗，提高器件的機械強度，減小多層器件每層的厚度，從而降低驅動電壓，這對提高疊層變壓器、制動器都是有益的。減小粒徑有上述如此多的好處，但同時也帶來了降低壓電效應的影響。為了克服這種影響，人們更改了傳統(tǒng)的摻雜工藝，使細晶粒壓電陶瓷壓電效應增加到與粗晶粒壓電陶瓷相當?shù)乃健Ｔ趬弘娞沾缮a(chǎn)中，極化工序的作用，就是在陶瓷片上加一個足夠高的直流電場，迫使陶瓷內部的電疇轉向，或者說迫使自發(fā)極化作定向排列。現(xiàn)在制作細晶粒材料的成本已可與普通陶瓷競爭了。近年來，人們用細晶粒壓電陶瓷進行了切割研磨研究，并制作出了一些高頻換能器、微制動器及薄型蜂鳴器（瓷片20-30um厚），證明了細晶粒壓電陶瓷的優(yōu)越性。隨著納米技術的發(fā)展，細晶粒壓電陶瓷材料研究和應用開發(fā)仍是近期的熱點。

壓電陶瓷片的應用　　壓電陶瓷片主要用于壓電揚聲器、傳聲器、超聲延遲線、測量振動和測量壓力的傳感器、電話中的送受話器等方面作機械能(聲能)轉換成電能，或者在低功率下由電能轉換成機械能的換能元件；絕緣裝置瓷簡稱裝置瓷，具有優(yōu)良的電絕緣性能，用作電子設備和器件中的結構件、基片和外殼等的電子陶瓷。也可應用于超聲波清洗焊接、探傷、超聲診斷、水聲發(fā)射、引燃、引爆等作高壓強功率時將電能轉換成機械能的換能組成元件。