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       壓電陶瓷的壓電效應(yīng)的原理是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(yīng)），反之施加電壓,則產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力（稱為逆壓電效應(yīng)）。如果壓力是一種高頻震動，則產(chǎn)生的是高頻電流。而高頻電信號加在壓電陶瓷上時，則產(chǎn)生高頻聲信號（機(jī)械震動），這是我們平常所說的超聲波信號。也是說，壓電陶瓷具有機(jī)械能與電能之間的轉(zhuǎn)換和逆轉(zhuǎn)換的功能，這種相互對應(yīng)的關(guān)系確實非常有意思。

       壓電陶瓷的壓電材料可以因機(jī)械變形產(chǎn)生電場，也可以因電場作用產(chǎn)生機(jī)械變形，這種固有的機(jī)-電耦合效應(yīng)使得壓電材料在工程中得到了廣泛的應(yīng)用。例如，壓電材料已被用來制作智能結(jié)構(gòu)，此類結(jié)構(gòu)除具有自承載能力外,還具有自診斷性、自適應(yīng)性和自修復(fù)性等功能，在未來的飛行器設(shè)計中占有重要的地位。

       壓電陶瓷在工作的過程中，其壓力傳感器主要是利用壓電材料所具有的壓電效應(yīng)所制成的。由于壓電材料的電荷量是一定的，所以在連接時要特別注意，避免漏電。壓電式壓力傳感器的優(yōu)點(diǎn)是具有自生信號，輸出信號大，較高的頻率響應(yīng)，體積小，結(jié)構(gòu)堅固。其缺點(diǎn)是只能用于動能測量。需要特殊電纜，在受到突然振動或過大壓力時，自我恢復(fù)較慢。

       壓電元件一般由兩塊壓電晶片組成。在壓電晶片的兩個表面上鍍有電極，并引出引線。在壓電晶片上放置一個質(zhì)量塊，質(zhì)量塊一般采用比較大的金屬鎢或高比重的合金制成。然后用一硬彈簧或螺栓，螺帽對質(zhì)量塊預(yù)加載荷，整個組件裝在一個原基座的金屬殼體中。為了隔離試件的任何應(yīng)變傳送到壓電元件上去，避免產(chǎn)生假信號輸出，所以一般要加厚基座或選用由剛度較大的材料來制造，殼體和基座的重量差不多占傳感器重量的一半。

       測量時，將傳感器基座與試件剛性地固定在一起。當(dāng)傳感器受振動力作用時，由于基座和質(zhì)量塊的剛度相當(dāng)大，而質(zhì)量塊的質(zhì)量相對較小，可以認(rèn)為質(zhì)量塊的慣性很小。因此質(zhì)量塊經(jīng)受到與基座相同的運(yùn)動，并受到與加速度方向相反的慣性力的作用。這樣，質(zhì)量塊有一正比于加速度的應(yīng)變力作用在壓電晶片上。

       壓電陶瓷的成型主要目的是制好粒的料壓結(jié)成所要求的預(yù)制尺寸的毛坯。排塑：目的是將制粒時加入的粘合劑從毛坯中除掉。燒結(jié)成瓷：將毛坯在高溫下密封燒結(jié)成瓷。此環(huán)節(jié)相當(dāng)重要。

       壓電陶瓷的外形加工：將燒好的制品磨加工到所需要的成品尺寸。被電極：在要求的陶瓷表面設(shè)置上導(dǎo)電電極。一般方法有銀層燒滲、化學(xué)沉積和真空鍍膜。高壓極化：使陶瓷內(nèi)部電疇定向排列，從而使陶瓷具有壓電性能。

       壓電陶瓷的老化測試，一般情況其陶瓷性能穩(wěn)定后檢測各項指標(biāo)，看是否達(dá)到了預(yù)期的性能要求。壓電陶瓷的制造特點(diǎn)是在直流電場下對鐵電陶瓷進(jìn)行極化處理，使之具有壓電效應(yīng)。一般極化電場為3～5kV/mm，溫度100～150°C，時間5～20min。這三者是影響極化效果的主要因素。性能較好的壓電陶瓷，如鋯鈦酸鉛系陶瓷，其機(jī)電偶合系數(shù)可高達(dá)0.313～0.694。

壓電陶瓷的主要用途

1、聲音轉(zhuǎn)換器聲音轉(zhuǎn)換器是常見的應(yīng)用之一。像拾音器、傳聲器、耳機(jī)、蜂鳴器、超聲波探深儀、聲納、材料的超聲波探傷儀等都可以用壓電陶瓷做聲音轉(zhuǎn)換器。如兒童玩具上的蜂鳴器是電流通過壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)產(chǎn)生振動，而發(fā)出人耳可以聽得到的聲音。壓電陶瓷通過電子線路的控制，可產(chǎn)生不同頻率的振動，從而發(fā)出各種不同的聲音。例如電子音樂賀卡，是通過逆壓電效應(yīng)把交流音頻電信號轉(zhuǎn)換為聲音信號。

2、壓電打火機(jī) 煤氣灶上用的一種新式電子打火機(jī)，是利用壓電陶瓷制成的。只要用手指壓一下打火按鈕，打火機(jī)上的壓電陶瓷能產(chǎn)生高電壓，形成電火花而點(diǎn)燃煤氣，可以長久使用。所以壓電打火機(jī)不僅使用方便，安全可靠，而且壽命長，例如一種鈦鉛酸鉛壓電陶瓷制成的打火機(jī)可使用100萬次以上。

3、壓電引爆器 自從一次世界大戰(zhàn)中英軍發(fā)明了坦克，并在法國索姆河的戰(zhàn)斗中使用而重創(chuàng)了德軍后，坦克在多次戰(zhàn)斗中大顯身手。然而到了20世紀(jì)六七十年代，由于反坦克武器的發(fā)明，坦克失去了昔日的輝煌。反坦克炮發(fā)射出的穿甲彈接觸坦克，會馬上爆炸，把坦克炸得粉碎。這是因為彈頭上裝有壓電陶瓷，它能把相碰時的強(qiáng)大機(jī)械力轉(zhuǎn)變?yōu)樗查g高電壓，爆發(fā)火花而引爆炸藥。