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何超等：压电材料的制备应用及其研究现状

压电材料的制备应用及其研究现状

何超，陈文革

(西安理工大学材料科学与工程学院，陕西西安710048)

摘要：从压电材料的压电效应入手，介绍了压电

材料的分类及结构组成。针对不同压电材料在生产

实践中的应用情况，列出现阶段压电材料的制备技

术。综述了近年来压电材料的研究现状，并系统介

绍了压电材料在各个领域的应用和发展。

关键词：压电材料；压电效应；制备技术；研究现

状；应用

中图分类号：TQ17文献标识码：A

文章编号：1001-9731(2010)增刊I一0011一O3

1引言

Fig1Electricdomain

自20世纪出现压电材料以来，因其独特性能，1-

逐渐成为材料领域中的重要组成部分。随着电子、

导航和生物等高技术领域的发展，人们对压电材料

性能的要求越来越高。目前，研究和开发压电材料

主要是从老材料中发掘新效应，开拓新应用；从控制

材料组织和结构人手，运用新工艺制备各种新型压

电材料。本文从压电材料的压电效应人手，评述其

(al正压电效应

制备应用及今后的发展。

2压电材料概述

E

2．1压电效应

压电晶体中，正负离子排列的不对称和晶胞正

负电荷重心的不重合形成电偶极矩，这些电偶极矩

在某些区域内方向一致成为电畴结构，如图1所示。(b)逆压电效应

图2压电效应原理图

电畴在晶体上杂乱分布，其极化效应相互抵消，材料

Fig2Piezoelectriceffect

内极化强度为零，被直流电场极化后的电畴极化方

2．2压电材料类别

向趋于同一方向，如图2(a)所示，当外力作用到压

压电材料按晶体结构分有钙钛矿结构、钨青铜

电材料上引起变形，材料内部正负束缚电荷的间距

结构、铋层状结构等(如图3所示)；按用途或功能分

变小，极化强度也变小，原来吸附在电极上的自由电

有发射型和接收型压电材料；按性状分有粉体、纤

荷有部分被释放，出现放电现象，称为正压电效应；

维、薄膜及块体材料；按性质和组成组元分为压电单

如图2(b)所示，在压电材料两极加一定强度电场，

晶、压电陶瓷、压电聚合物和复合材料。

片内的正负电荷间距变大，极化强度也变大，电极上

又吸附部分自由电荷而出现充电现象，电荷在电路

中移动可对外输出机械能，称为逆压电效应。

*收到初稿日期：2010—01—21收到修改稿日期：2010-05—18通讯作者：陈文革

作者简介：何超(1986一)，男，山西太原人，在读硕士，从事压电材料及器件研究。

助材斟2010年增刊I(41)卷

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