壓電陶瓷是什么材料

壓電陶瓷（壓電陶瓷晶片）是一種具有壓電效應(yīng)的多晶體，因生產(chǎn)工藝和陶瓷相近而得名。它是將氧化物（氧化鋯、氧化鉛、氧化鈦等）混合，經(jīng)高溫燒結(jié)和固相反應(yīng)制成的多晶極化處理而成的具有壓電效應(yīng)的鐵電陶瓷的總稱。

壓電陶瓷的工作原理

什么是壓電效應(yīng)呢？當你在點燃煤氣灶或熱水器時，就有一種壓電陶瓷已悄悄地為你服務(wù)了一次。生產(chǎn)廠家在這類壓電點火裝置內(nèi)，藏著一塊壓電陶瓷，當用戶按下點火裝置的彈簧時，傳動裝置就把壓力施加在壓電陶瓷上，使它產(chǎn)生很高的電壓，進而將電能引向燃氣的出口放電，于是，燃氣就被電火花點燃了。壓電陶瓷的這種功能就叫做壓電效應(yīng)。

壓電效應(yīng)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(yīng)），反之施加電壓，則產(chǎn)生機械應(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。也就是說，壓電陶瓷具有機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(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。

壓電陶瓷的應(yīng)用

1、傳感器領(lǐng)域

壓電陶瓷片在傳感器領(lǐng)域有著重要應(yīng)用，能夠?qū)⒏鞣N非電學量（如壓力、位移、加速度等）轉(zhuǎn)換為電信號進行測量。例如：

聲發(fā)射傳感器、沖擊傳感器：用于檢測物體內(nèi)部的缺陷或損傷。

漏水傳感器：用于檢測管道或容器的漏水情況。

加速度傳感器、壓力傳感器、振動傳感器：用于測量物體的加速度、壓力或振動情況。

2、驅(qū)動器與執(zhí)行器領(lǐng)域

壓電陶瓷片作為驅(qū)動器時，可以利用其逆壓電效應(yīng)將電能轉(zhuǎn)換為機械能，從而驅(qū)動各種機構(gòu)或執(zhí)行元件。例如：

超聲波清洗機、加濕器、噴霧器：利用壓電陶瓷片的振動產(chǎn)生超聲波或霧化效果。

觸覺除振器、位置控制器、繼電器：用于控制機械系統(tǒng)的位置、速度或加速度。

微泵、打印機：利用壓電陶瓷片的微小位移實現(xiàn)精確的液體輸送或打印動作。