压电材料的发展及应用

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1、3期压电与声光Vol.15No.第15卷第PTEZOELE〔!TRICS&ACOUSTOOPTI(SJt一ne19931993年6月压电材料的发展及应用张传忠(四川压电与声光技术研究所,重庆.630060)摘要对压电学作了历史地.,回顾之后本文概括地叙述了国内外特别是我所的压电材料的发展以及它们的各式各样的应用。最后介绍了压电陶瓷的发展趋势。关键词.,器件,压电材料精细陶瓷DeveloPmentofPiezoeleetrieMaterialsandTheirAPPlieationsZhangChuanzhongeoee.,(SiehuanI

2、nst宜tutf洲ezoelrieandACoustoPtieThnology630060Chongqing)ect,^加traetAfter巨venahistoricalreviewofPielectricsPardescribedthedeveloPmentofPie珊thepezo-.,eeetrcaraanervaroationsatoeanabr,eialnournstitutetlastthee-limtei肠dthiiusPPlicahmdoad哪pelyiiAdveo·lPmenttrendofPieleCtrieeeram

3、ics15introdueaswelzoeedy,犷ordsectriC,materiai.deviee.fineeeramiesKePi既oel辉篇章。压电学的历史回顾,、、、除了石英晶体外罗息尔盐ADPEDP。180年居里兄弟发现电气石的压电效DKT等压电晶体也各有其长处和用途但是,。,,应以后便开始了压电学的历史181年居压电材料及其应用取得划时代的进展还是,3里兄弟又通过实验验证了逆压电效应并且开始于第二次世界大战中发现的BaTjO陶。获得了石英晶体相同的正逆压电常数1894瓷付诸应用之后。1947年,美国的罗伯特在,。,年沃伊特指

4、出仅无对称中心的20种点群的BaTio陶瓷上加高电压进行极化处理获得晶体才可能具有压电效应。石英是压电晶体了压电陶瓷的压电性川。随后,美国和日本都,。Ba3的代表它一直被广泛采用至今利用石英的积极开展应用Ti0压电陶瓷制作超声换压电效应可制成振荡器和滤波器等频控元能器、音频换能器、压力传感器等计测器件以。在,,件第一次世界大战中居里的继承人朗之及滤波器和谐振器等压电器件的研究这种,,。万为了探测德国的潜水艇用石英制成了水广泛的应用研究进行到50年代中期,,.下超声探测器从而揭开了压电应用史的光1955年美国的B贾菲等人发现了比本文1993年

5、2月2日收到第3期压电材料的发展及应用,。、、E冶Tio:的压电性优越的错钦酸铅即P压高的居里温度(~30℃)用srMg等元zrca,,,电陶瓷[21大大加快了应用压电陶瓷的速度素部分地取代PzT中的Pb或者是通过添加。、、、、,使压电的应用出现了一个崭新的局面Nb认SbCrMn等元素来改性可以制成,,助Tio:时代难以实用化的一些应用特别是许多不同用途的PzT型压电陶瓷如PzT一4、、、。压电陶瓷滤波器和谐振器以及机械滤波器pzT一5pZT一6PZT一7和PZT一8等,,等随着PZT压电陶瓷的出现而迅速地实用PZT陶瓷的出现是压电陶瓷发展

6、史上新的。、,化了应用压电材料的sAw滤波器延迟线里程碑大大地提高了压电陶瓷的性能和扩,。,和振荡器等sAvv器件70年代末期也已实大了其应用范围除了PzT之外二元系压。,:、a,3用化电陶瓷还有(pbBa)Nbo(NK)N的和,,:,。另外在70年代初刚引起人们注意的有(NaCd)N廿0等都是比较适用的压电材料,,机聚合物压电材料(PvDF)现在也已基本成在PzT的基础上日本于1965年研制,。r。3熟并已达到了生产规模[a1成功了性能更好的Pbzo一外Tso一Pb,/3:/33(MgNb)0三元系压电陶瓷(简称2压电材料的发展,。PCM

7、)[幻至今仍在日本广泛使用着我所张2.1压电陶瓷福学等人1969年研制成功的Pb(Mnl/3:SbZz::Pbzro:pio:如前所述旧晚Tio是最早发现的压电陶)0一一bT三元系压电陶瓷,1949(简称PMS)的性能比PZT和PCM陶瓷都优瓷早在年日本就研究利用它的压电性,.,越并由此而获得了国家发明奖PMS陶瓷设计鱼群探测器其最大的缺点是谐频温度囚。、、特性差但是用Pb和ca等元素部分地取代材料已成功地用于压电滤波器压电变压器,:、、B以TIO:中的Ba可以改进玫汀10陶瓷的温度超声换能器传声器蜂鸣器以及压电陀螺,,。特性故在广泛使用P

8、ZT压电陶瓷的今天等我所用这种压电陶瓷材料研制成功的压‘。:仍有部分压电换能器采用改性的刀厄Tio压电陀螺亦获国家发明奖.电陶瓷。22压电晶体,,象刀。Tio:那样的单元系压电陶