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發布時間:2021-10-26 12:15  










壓電鐵電材料在信息的檢測、轉換、處理、顯示和存儲等方面具有廣泛的應用,是一類重要的高技術功能材料.目前所使用的壓電鐵電陶瓷材料體系,絕大多數是鉛基壓電陶瓷體系,如PbTiO3、
Pb(T,iZr)O3(PZT)壓電陶瓷體系,或以PZT為基加入ABO3復合鈣鈦礦鐵電體作為第三組元構成的多元系壓電陶瓷體系.在這些陶瓷材料中,氧化鉛約占原料總質量的70%.氧化鉛的強毒性以及在燒結過程中的高揮發性,使鉛基陶瓷在制備、使用及廢棄后處理過程中對生態環境及人類造成嚴重危害.顯然,鉛基壓電陶瓷的使用是與人類社會可持續發展戰略背道而弛的,鉛污染已經成為人類/公害0之一.為了保持人類社會和生態環境的協調發展,歐盟、日本等國家和地區已經立法禁止使用含鉛的電子材料.盡管基于無鉛壓電陶瓷性能還無法取代鉛基陶瓷的現狀,而暫時將鉛基壓電陶瓷豁免于相關的法令法規之外,但相關國家和地區已經未雨綢繆,投入大量的人力和財力研究開發無鉛壓電陶瓷.我國是壓電材料元器件的生產和出口大國,因此研究和開發無鉛壓電陶瓷是一項具有重大社會和經濟意義的課題.
當壓電材料—定時,諧振頻率與h成正比,與(D/2)2成反比。諧振頻率fo與復合振動片的直徑D呈指數關系。顯然D愈大,低頻特性愈好。壓電陶瓷片作傳聲器使用時,工作頻率約為300Hz~5kHz。壓電陶瓷片的阻抗Z取決于d/D之比,阻抗隨d/D比值的增大而降低。當壓電材料—定時,諧振頻率與h成正比,與(D/2)2成反比。諧振頻率fo與復合振動片的直徑D呈指數關系。60年代以來發現了同時具有半導體特性和壓電特性的晶體,如硫化鋅、氧化鋅、硫化鈣等。顯然D愈大,低頻特性愈好。壓電陶瓷片作傳聲器使用時,工作頻率約為300Hz~5kHz。壓電陶瓷片的阻抗Z取決于d/D之比,阻抗隨d/D比值的增大而降低。
在各種精密陶瓷中,以電子陶瓷的應用樣,市場也大,由於其優異的特性,且具有一些特殊的性能,如壓電性、焦電性等,使它在電子工業上占有一個非常重要的地位,其特性分述如下:
3.
特殊的物理性質
(a).電性方面:部份的電子陶瓷具有壓電性(piezoelectricity),焦電性(pyroelectricity),鐵電性(ferroelectricity)等特殊性質,所謂壓電性是在材料上加壓後,產生電流的效應,反之亦然;有機壓電材料可大量生產和制成較大的面積,它與空氣的聲阻匹配具有獨特的優越性,是很有發展潛力的新型電聲材料。焦電性則是加溫後產生電流,鐵電性會在移去電場後,存在自發的極化量,這些特殊的物性使得電子陶瓷得以制作許多特殊用途的元件。
(b).
光學方面:現今的陶瓷不但可以透光,而且具有許多意想不到的特性,如光的倍頻效應,可以將入射光的頻率加倍,也可利用III-V族化合物制造雷射。
現代聲納根據海區聲速--深度變化形成的傳播條件,可適當選擇基陣工作深度和俯仰角,利用聲波的不同傳播途徑(直達聲、海底反射聲、會聚區、深海聲道)來克服水聲傳播條件的不利影響,提高聲納探測距離。又如,運載平臺的自噪聲主要與航速有關,航速越大自噪聲越大,聲納作用距離就越近,反之則越遠;氧化鉛的強毒性以及在燒結過程中的高揮發性,使鉛基陶瓷在制備、使用及廢棄后處理過程中對生態環境及人類造成嚴重危害。目標反射本領越大,被對方主動聲納發現的距離就越遠;目標輻射噪聲強度越大,被對方被動聲納發現的距離就越遠。