壓電陶瓷是什么？

壓電陶瓷就是可以電能和機械能之間相互轉換的一種壓電元件，給壓電陶瓷施加一個力會使其產生電壓，這個過程就是正壓電效應；給壓電陶瓷施加電壓使其產生振動，這個過程就是逆壓電效應。

能量轉換的情況：

正壓電效應：拉伸產生負電壓、壓縮產生正電壓；

逆壓電效應：正電壓導致伸長、負電壓導致縮短、交流電壓導致伸縮；

舉例說明：

正壓電效應：打火機、話筒、加速度傳感器、聲發射傳感器；

逆壓電效應：壓電蜂鳴片、超聲波清洗機、音響、超聲波馬達。

1880年法國人居里兄弟發現了“壓電效應”。1942年,第一個壓電陶瓷材料???鈦酸鋇先后在美國、前蘇聯和日本制成。1947年,鈦酸鋇拾音器---第一個壓電陶瓷器件誕生了。上世紀50年代初,又一種性能大大優于鈦酸鋇的壓電陶瓷材料---鋯鈦酸鉛研制成功。從此,壓電陶瓷的發展進入了新的階段。60年代到70年代,壓電陶瓷不斷改進,逐趨完美。如用多種元素改進的鋯鈦酸鉛二元系壓電陶瓷,以鋯鈦酸鉛為基礎的三元系、四元系壓電陶瓷也都應運而生。這些材料性能優異,制造簡單,成本低廉,應用廣泛。

　　利用壓電陶瓷將外力轉換成電能的特性,可以制造出壓電點火器、移動X光電源、炮彈引爆裝置。用兩個直徑3毫米、高5毫米的壓電陶瓷柱取代普通的火石,可以制成一種可連續打火幾萬次的氣體電子打火機。用壓電陶瓷把電能轉換成超聲振動,可以用來探尋水下魚群的位置和形狀,對金屬進行無損探傷,以及超聲清洗、超聲醫療,還可以做成各種超聲切割器、焊接裝置及烙鐵,對塑料甚至金屬進行加工。

壓電陶瓷對外力的敏感使它甚至可以感應到十幾米外飛蟲拍打翅膀對空氣的擾動,并將極其微弱的機械振動轉換成電信號。利用壓電陶瓷的這一特性,可應用于聲納系統、氣象探測、遙測環境保護、家用電器等方面。

　　如今壓電陶瓷已經被科學家應用到國防建設、科學研究、工業生產以及和人民生活密切相關的許多領域中,成為信息時代的多面手。

　　在航天領域,壓電陶瓷制作的壓電陀螺,是在太空中飛行的航天器、人造衛星的“舵”。依靠“舵”,航天器和人造衛星,才能保證其既定的方位和航線。傳統的機械陀螺,壽命短,精度差,靈敏度也低,不能很好滿足航天器和衛星系統的要求。而小巧玲瓏的壓電陀螺靈敏度高,可靠性好。

在潛入深海的潛艇上,都裝有人稱水下偵察兵的聲納系統。它是水下導航、通訊、偵察敵艦、清掃敵布水雷的不可缺少的設備,也是開發海洋資源的有力工具,它可以探測魚群、勘查海底地形地貌等。在這種聲納系統中,有一雙明亮的“眼睛”???壓電陶瓷水聲換能器。當水聲換能器發射出的聲信號碰到一個目標后就會產生反射信號,這個反射信號被另一個接收型水聲換能器所接收,于是,就發現了目標。目前,壓電陶瓷是制作水聲換能器的最佳材料之一。

　　在醫學上,醫生將壓電陶瓷探頭放在人體的檢查部位,通電后發出超聲波,傳到人體碰到人體的組織后產生回波,然后把這回波接收下來,顯示在熒光屏上,醫生便能了解人體內部狀況。

　　在工業上,地質探測儀里有壓電陶瓷元件,用它可以判斷地層的地質狀況,查明地下礦藏。還有電視機里的變壓器???電壓陶瓷變壓器,它體積變小、重量減輕,效率可達60%～80%,能耐住3萬伏的高壓,使電壓保持穩定,完全消除了電視圖像模糊變形的缺陷。現在國外生產的電視機大都采用了壓電陶瓷變壓器。一只15英寸的顯像管,使用75毫米長的壓電陶瓷變壓器就行了。這樣就使電視機體積變小、重量減輕了。

　　壓電陶瓷也廣泛用于日常生活中。用兩個直徑3毫米、高5毫米的壓電陶瓷柱取代普通的火石制成的氣體電子打火機,可連續打火幾萬次。利用同一原理制成的電子點火槍是點燃煤氣爐極好的用具。還有一種用壓電陶瓷元件制作的兒童玩具,比如在玩具小狗的肚子中安裝壓電陶瓷制作的蜂鳴器,玩具就會發出逼真有趣的聲音。

　　隨著高新技術的發展,壓電陶瓷的用途必將越來越廣闊。除了用于高科技領域,它更多的是在日常生活中為人們服務,為人們創造更美好的生活。