压电材料 更新时间：2011-05-28 08:40

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压电材料是在压力作用下发生极化而在两端表面间出现电位差的电介质。在异极晶体材料的特定方向上施加应力,晶体一些对应表面上分别出现正、负束缚电荷,其电荷密度与施加应力的大小成比例,当应力反向时,电荷改变符号,这种由机械应力使电介质极化,并形成晶体表面荷电的效应称为压电效应。

压电材料的发展历史

• 1880年居里兄弟发现，在石英晶体的特定方向上施加压力或拉力会使石英晶体表面出现电荷，并且电荷的密度与施加外力的大小成比例，这就是压电体的正压电效应，从此便开始了压电学的历史。随后，1881年居里兄弟又通过实验验证了逆压电效应，并且获得了石英晶体的正逆压电系数。1894年沃伊特指出，介质具有压电性的条件是其结构不具有对称中心回。而在 32类点群中只有 20类点群不具有对称中心，属于这 20类点群的电介质才可能是压电体。

  石英是压电晶体的代表，利用石英的压电效应可以制成振荡器和滤波器等频控元件。在第一次世界大战中，居里的继承人朗之万为了探测德国的潜水艇，用石英制成了水下超声探测器，从而揭开了压电应用史的光辉篇章。

  除了石英晶体外，罗息尔盐、BaTiO 陶瓷也付诸应用。1947年美国的罗伯特在 BaTiO。陶瓷上加高压进行极化处理，获得了的性能都非常有益。随着纳米技术的发展，细晶粒压电陶瓷材料的研究和应用正成为近期的热点。

  3 无铅压电陶瓷材料

  目前所用的压电陶瓷绝大部分为铅基压电陶瓷，这些陶瓷材料中氧化铅约占70％左右。由于氧化铅有毒 ，高温下易挥发，从而这类材料在制备、使用及后续废弃处理过程中都会给环境和人类生活带来危害。随着环境保护和人类社会可持续发展的要求，发展环境协调性的无铅铁电压电陶瓷材料及技术是材料发展的趋势之一。目前对 BaTiO，、钛酸铋钠(BNT)、铋层状结构以及铌酸盐四大类无铅压电陶瓷体系进行了大量的研究和开发工作。

  但总体上讲，无铅压电陶瓷与铅基压电陶瓷相比，还存在较大的差距，要获得与铅基压电陶瓷性能相近的无铅体系压电陶瓷，还需要进行大量深入的研究工作。