壓電陶瓷究竟是什么東西

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壓電陶瓷究竟是什么東西

來源：哈爾濱芯明天科技有限公司 2021年05月26日 09:53

　　壓電陶瓷作為其壓電平臺(tái)提供運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行器件。執(zhí)行器與多個(gè)壓電陶瓷堆疊在一起，以提供更大的位移，因此提供了“壓電堆疊”一詞。壓電陶瓷所用的材料是陶瓷PZT（鋯鈦酸鉛）。

　　我們生活中常見的電子玩具小狗、小貓的有趣叫聲，是由安裝在這些小動(dòng)物肚子里的一只叫蜂鳴器的元件發(fā)出的。這蜂鳴器就是用壓電陶瓷做的。

　　壓電現(xiàn)象是1880年居里弟兄倆發(fā)現(xiàn)的。他們?cè)谔烊坏乃戏派现匚锸┘永螅膬蓚€(gè)表面會(huì)出現(xiàn)不同的電荷，產(chǎn)生電勢(shì)差；相反，當(dāng)電荷作用到晶片上時(shí)，晶片就會(huì)發(fā)生伸縮形變。如果加的是交變電壓，那就會(huì)引起機(jī)械振動(dòng)。

　　為什么晶體會(huì)具有壓電特性呢？原來晶體的分子結(jié)構(gòu)是很規(guī)整的，就像小朋友手拉手排列起來一樣，正負(fù)電荷作用力相等，晶體表面不帶電。當(dāng)晶體在某一方向受力時(shí)，排列的隊(duì)形就受到?jīng)_擊，一個(gè)方向壓扁，另一方向拉長(zhǎng)，就像有的小朋友一只手被拉過去，而另一只手就脫出了一樣，這就使晶體兩端表面帶電，產(chǎn)生壓電現(xiàn)象。

　　除了水晶能做壓電材料以外，科學(xué)家還研究出壓電石英、壓電陶瓷，以及新的壓電塑料。以用壓電陶瓷做蜂鳴器為例，先把陶瓷素坯軋成像紙一樣的薄片，燒結(jié)后，在它的兩面做上電木及，通上強(qiáng)的直流電，使陶瓷片的無數(shù)微小晶粒在電場(chǎng)的“指揮”下整齊地排列起來，陶瓷就具有壓電性了。然后再把它與金屬片粘合在一起，便成了一個(gè)蜂鳴器。當(dāng)蜂鳴器的電木及通電時(shí)，因壓電陶瓷的壓電效應(yīng)產(chǎn)生振動(dòng)，而發(fā)出人耳可以聽到的聲音。至于小狗叫、小貓“喵”，就是設(shè)計(jì)不同的電子線路，改變振動(dòng)的次數(shù)，而發(fā)出各種不同的聲音。

　　壓電陶瓷變電為聲的本領(lǐng)變化多端。電子手表里裝上一薄片蜂鳴器，就能發(fā)出“嘟嘟”的報(bào)時(shí)聲；電子計(jì)算器里裝上它，可按預(yù)定要求提醒你。把它用作地震監(jiān)測(cè)器，只要接收到大小僅幾克力的作用，就會(huì)產(chǎn)生電信號(hào)，并能指出地震的方向。壓電陶瓷還廣泛應(yīng)用于超聲加工、探傷、聲納、魚群探測(cè)、煤氣點(diǎn)火、以及揚(yáng)聲器、防盜報(bào)警等。

　　壓電陶瓷可用于各種環(huán)境，例如高真空和超高真空，因?yàn)樗鼪]有磨損或不需要潤(rùn)滑。平臺(tái)可以制成非磁性的，并且不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，這在各種研究應(yīng)用中可能都很重要。壓電可以使用數(shù)十億個(gè)周期。當(dāng)用于柔性平臺(tái)時(shí)，它們可提供無摩擦，可靠，可重復(fù)的運(yùn)動(dòng)，而幾乎不需要維護(hù)。

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