功能陶瓷-3 压电陶瓷教程教案.ppt

压电陶瓷内容;压电陶瓷（Piezoelectric Ceramics）;压电超声换能器、压电信号发生器、压电点火器、压电变压器在机械自动化控制领域有着举足轻重的地位。;为什么会产生这个效应?;什么是压电效应;压电陶瓷材料参数;1、压电常数d33;2、机电耦合系数Kp;3、机械品质因数Qm;继续;典型的压电陶瓷材料;工艺性差 （粉化，PbO易挥发） ;PbZrO3-PbTiO3相图;PbZrO3-PbTiO3准同型相界的KP、ε、d、Pr;常见体系铌镁酸铅系;常见体系铌锌酸铅系;常见体系锑锰酸铅系;常见体系铌锰酸铅系;常见体系;无铅压电材料;无铅压电材料;无铅压电陶瓷材料;无铅压电陶瓷材料;压电陶瓷的制造工艺;（2）合成条件对性能的影响 预烧的主要目的是为了使化学反应充分进行，合成钙钛矿型结构的主晶相。 500℃~600℃：未反应 600℃~700℃：PbO+TiO2 PbTiO3 700℃~750℃：PbTiO3+PbO+TiO2 Pb（Zr1-XTiX）O3 750℃~800℃：PbTiO3+ Pb（Zr1-XTiX）O3 Pb（Zr0.5Ti0.5）O3 ;（3）烧成条件对性能的影响 A温度和时间 B组成对烧结的影响 添加剂对烧结的影响： “软性”添加剂可以促进烧结；“硬性”添加剂使烧结不易进行；晶格畸变对烧结有利；液相烧结可以促进烧结 ;（4）极化程度对性能的影响 压电陶瓷材料必须经过极化之后才具有压电性能。 极化就是在直流电场的作用下使铁电畴沿电场方向取向。 同一配方，如极化条件不同，极化进行的程度不同，材料的性能指标可以相差很大。一般随着极化程度的提高，d33、Kp增加。介电损耗随着极化程度的提高而降低。Qm随极化程度的提高而升高。;功能梯度结构的压电双晶片，能很好地解决传统双晶片型压电驱动器的粘结界面开裂问题，有助于提高驱动器的服役寿命。;压电陶瓷材料的应用