壓電陶瓷的應(yīng)用 --超聲波傳感器

壓電陶瓷起源

原理及發(fā)展 ：

1880年，J.Curie及P. Curie兄弟發(fā)現(xiàn) ，在某些晶體的特定方向上施加壓力或者拉力，晶體的一些對應(yīng)的表面上會出現(xiàn)正負束縛電荷，其電荷密度與施力大小成正比，這種現(xiàn)象稱為“壓電效應(yīng)”。之后，居里兄弟用實驗驗證了逆壓電效應(yīng)，并給出了數(shù)值相等的石英晶體正、逆壓電效應(yīng)的壓電常數(shù)。

在發(fā)現(xiàn)和理解陶瓷的壓電性方面，經(jīng)歷了三個階段：

第一階段是發(fā)現(xiàn)高介電常數(shù)；

第二階段是認識到高介電常數(shù)起因于鐵電性。

第三階段是發(fā)現(xiàn)極化過程。

1916年Langevin用石英晶體制作了水下發(fā)射和接收的換能器，并用回波法探測沉船和海底。

1917年美國Bell 實驗室對石英晶體、羅息鹽等做了大量研究。

1919年第一個羅息鹽 電聲器件問世。

1921年相繼研究成功石英晶諧振器、濾波器，并應(yīng)用在頻率控制和通訊領(lǐng)域。

1942年到1945年期間，發(fā)現(xiàn)鈦酸鋇（BaTiO3）具有異常高的介電常數(shù)。

1954年美國B.賈菲等人發(fā)現(xiàn)了壓電PbZrO3__PbTiO3(PZT)固溶體系統(tǒng)。這一系統(tǒng)材料具有比BaTiO3的高，并存在著與溫度無關(guān)的變晶相界。其機電耦合系數(shù)、機械品質(zhì)因數(shù)都比BaTiO3的大，溫度穩(wěn)定性和時間穩(wěn)定性都比BaTiO3的好。逐步取代了BaTiO3的地位。

1965年，日本根據(jù)斯摩棱斯基法則，在PZT的基礎(chǔ)上添加復(fù)合鈣鈦礦型結(jié)晶結(jié)構(gòu)的第三成分---鈮鎂酸鉛字[Pb(Mg1/3Nb2/3)O3]，因制成三元系壓電陶瓷材料PCM。

由此，壓電陶瓷的應(yīng)用，發(fā)生了很大的飛躍，有著廣闊的應(yīng)用前景。