压电陶瓷简介
压电特性的物理机制经过极化了的压电陶瓷片的两端会出现束缚电荷, 所以在电极表面上吸附了一层来自外界的自由电荷。当给陶瓷片施加一外界压力F时，片的两端会出现放电现象。相反加以拉力会出现充电现象。这种机械效应转变成电效应的现象属于正压电效应。另外, 压电陶瓷具有自发极化的性质, 而自发极化可以在外电场的作用下发生转变。因此当给具有压电性的电介质加上外电场时会发生如图所示的变化, 压电陶瓷会有变形。然而, 压电陶瓷之所以会有变形, 是因为当加上与自发极化相同的外电场时, 相当于增强了极化强度。极化强度的增大使压电陶瓷片沿极化方向伸长。相反, 如果加反向电场,则陶瓷片沿极化方向缩短。这种由于电效应转变成机械效应的现象是逆压电效应。
压电陶瓷主要用途
1、声音转换器声音转换器是常见的应用之一。像拾音器、传声器、耳机、蜂鸣器、超声波探深仪、声纳、材料的超声波探伤仪等都可以用压电陶瓷做声音转换器。如儿童玩具上的蜂鸣器就是电流通过压电陶瓷的逆压电效应产生振动，而发出人耳可以听得到的声音。压电陶瓷通过电子线路的控制，可产生不同频率的振动，从而发出各种不同的声音。例如电子音乐贺卡，就是通过逆压电效应把交流音频电信号转换为声音信号。
压电陶瓷材料
压电陶瓷是多晶烧结体，是一种能把电能转换成机械能或者把机械能转换成电能的一种陶瓷功能材料。它与压电单晶相比，具有许多令人满意的优点，主要是：制造方便、设备简单、可成批生产、成本低、不受尺寸和形状的限制，可以在任意方向极化，通过调节组分可在很宽的范围内改变材料的性能，以适应各种不同用途的需要，不溶于水，且能耐热耐湿，化学稳定性好等。19世纪末和20世纪初相继发现水晶和酒石酸钾钠等材料具有压电性质，20世纪40年代初发现钛酸钡具有压电性质，20世纪60年代发展了铌酸盐压电陶瓷，20世纪70年代发展了锆钛酸铅镧透明压电陶瓷(PLZT)，使压电陶瓷的品种和系列进一步扩大。
PZT压电陶瓷的发展历程
1942年人们发现了BaTiO3的压电性，由于其介电常数较高，很快获得应用发展，至今仍用于制作声呐装置的振子和声学计测装置以及滤波器等，但因存在频率温度稳定性欠佳等问题。
1954年美国的研究人员发现锆钛酸铅（PZT）陶瓷具有良好的压电性能，其机电耦合系数近于BaTiO3的一倍。在之后的30年间，PZT以其强又稳定的压电性能成为应用广的压电材料，该种材料的出现使得压电器件从传统的换能器及滤波器扩展到引燃、电压变压器及压电发电装置等。如果把BaTiO3作为单元系压电陶瓷的代表，那么PZT可作为二元系压电陶瓷的代表。PZT压电陶瓷由于它的性能参数多样性、振动模式的研究与开发利用以及器件制作技术的进步等因素，促使它在近十年来发展甚为迅速，应用日趋广泛。