13-压电和热释电陶瓷.pptVIP

13.5.5压电滤波器的应用这类应用有声体波滤波器和声表面波滤波器。声体波滤波器其振动模式及振动波的传输方式都是声体波，这类器件叫做声体波滤波器。如果其振动模式及振动波的传输方式都是声表面波，这类器件叫做声表面波滤波器。声体波器件有能阱模压电陶瓷器件、压电陶瓷谐振器、压电音叉、压电延迟器等。声表面波器件有声表面波延迟器、声表面波谐振器、声表面波放大器等。图声表面波的发生与检测

声表面波可通过设置在压电陶瓷表面上的一组“梳状”电极具有将电极周期决定的特定频率电信号变换成声表面波的性质，因而可制成从甚高频段到微波段的滤波器。通过在这种“梳状”电极上想办法，可实现具有高频信号处理功能的滤波器、谐振器、频率合成器等各种器件。13.6热释电陶瓷除因机械应力的作用而引起电极化（压电效应）外，(定义)某些晶体中还可以由于温度变化而产生电极化。这种介质因温度而引起表面电荷变化的现象称为热释电效应。13.6.1热释电陶瓷的结构和性能热释电效应是由于晶体中存在着自发极化引起的。当温度变化时，引起晶体结构上的正、负电荷中心相对位移，从而使得晶体的自发极化发生改变。通常，自发极化所产生的束缚电荷来自空气中，附集在晶体外表面上的自由电荷和晶体内部的自由电荷所屏蔽，电荷不能显现出来，只有在晶体受热或冷却，即温度变化时，所引起的电矩改变不能补偿的情况下，晶体两端所表现出来的电荷才能表现出来。热释电效应--压电效应条件具有对称中心的晶体不可能具有热释电效应，这一点和压电晶体一样。具有压电性的晶体不一定就具有热释电性。这是因为在压电效应发生时，机械力可以沿一定的方向作用，引起正、负电中心的相对位移，在不同方向上一般是不等的，而晶体在均匀受热时的膨胀却是在各个方向上同时发生的。并且，在相互对称的方向上必定具有相等的线膨胀系数。也就是说，在这些方向上所引起的正、负电荷中心的相对位移也都是相等的。由此可见，仅当晶体中存在有与其他极轴都不同的唯一极轴时，才可能由热膨胀引起晶体总电矩的改变，从而表现出热释电效应。或者说，该极轴与结晶学的“单向”重合才有热释电效应。在32种点群中，只有属于1，2，m，2mm，4，4mm，3，3m，6，6mm这十种点群的晶体，才可能具有热释电性。这些晶体往往也称为电极性晶体。当然也并非属于这10种点群的全部晶体都必定具有热释电性，因为具有热释电性的晶体必须是介电体。当一束调制光照射到热释电陶瓷时，晶体自发极化强度PS随温度T的变化dPS/dT引起了晶体表面电荷的变化，于是在与晶体相连接的负载电阻RS上产生一个电压信号?V。式中:A—电极面积P—热释电系数热释电系数P是对晶体热释电效应大小的量度。单位为C/m2?K。P与?υ成正比。热释电材料的热释电系数Ps-I曲线的斜率在靠近居里点时急剧增大，为了得到高灵敏度，就需要dPs/dT的值尽量大。所以，一般热释电材料工作温度略低于相变温度。13.6.2热释电陶瓷的主要应用热释电陶瓷主要用于探测红外辐射，遥测表面温度及热再生热释电热机等方面。红外辐射探测已广泛的应用于各类（工业和空间技术等）辐射计、光谱仪以及红外激光探测和热成像管等方面。随着微机信息系统、控制系统的广泛应用，热释电陶瓷作为应用于医疗、民用和安全防护等方面的传感器。这种传感器可在室温下，作为无触点温度传感器向微机、控制系统提供信号。固定保温时间2小时，改变预烧温度：在540℃左右进入区域Ⅱ，形成PbTiO3；在650℃左右，进入区域Ⅲ，TiO2消失，Pb(Zr，Ti)O3形成；在710℃左右，进入区域Ⅳ，PbO和ZrO2消失；到1200℃，则PbTiO3消失，成为单相的Pb(Zr，Ti)O3。图13.392PbO-TiO2-ZrO2系统中各相与温度的关系13.4.1.2成型和排塑预烧，合成固溶体化合物。再次粉碎，便可成型。采用轧膜、干压成型或等静压等方式。粘合剂成型前需加入粘合剂（常用粘合剂质量比：聚乙烯醇15%，甘油7%，酒精3%，蒸馏水75%；在90℃下搅拌溶化）。轧膜成型，粘合剂一般是粉料质量的15~20%；干压成型只需加5%左右。排胶生坯中的粘合剂、水分等加温排除。聚乙烯醇（PVA)的挥发温度为200~500℃范围，实际排胶温度达到800℃或850℃，保温1小时左右。13.4.1.3烧结－“软性”添加物锆含量增加，PZT烧结温度升高，难烧结。“软性”添加物：可以使陶瓷性能往“软”的方面变化，也就是提高弹性柔顺系数S，降低Qm，提高ε，增大tanδ，提高kp，降低EC，提高ρv等。“软性”添加物有：La3+、Nb3+、Sb3+、Bi3+、