压电陶瓷酒坛材料1.BaTiO?陶瓷酒坛BaTiO(钛酸钡)是在研究具有高介电常数钛酸盐陶瓷酒坛的过程中偶然发现的.BaTiO,具有钙
钛矿型晶体结构，在室犯下它是属于四方品系的铁电性压电品体.钛故钡陶疣迪常是把BaCO^TiO:按等最摩尔数混合后成形，并于135
(TC左右烧结2?3h制成的.烧成后在BaTiO,陶瓷酒坛上被复银电极，在居里点附近的温度下开始加2000V/mm的K流屯场，用
在电场中冷却的方式进行极化处理?极化处理后，剩余忾化仍比较隐定地存仵现出大的压电性陶瓷酒坛www.gxlstc.com?由于B
aTiO,陶瓷酒坛制造方法简便，最初校用于朗之万型压电振子，并于1951卬把它装在鱼群探测器上进行实用化试验获得成功?但是，这种
陶瓷酒坛在特性方面还没冇完全满足要求.它的压电性M然比水品好，但比酒石酸钠差，压电性的温度和时间变化M然比洒石故钠小，但又远远
大于水晶等.因此后来又进行了改伫.BaTiO,陶瓷酒坛压电性的温度和时间变化大是因为其居里点（约12(TC)和第二相变点（约(T
C)都在室温附近?如在第二相变点溢度下晶体结构在正交-四方晶系之间变化，自发极化方向从[011]变为[〇〇1]，此时介电?压电、
弹性性质都将发生急剧变化，造成不稳定.因此，在相变点溫度，知电常数和机电稱合系数出现极大值，而频率常数(谘振频率X元件长度)出
现极小值?这种BaTiOaW瓷的相变点可利用同一类元素贤换原组成元素来调节改矜，因而改良了M度和时间变化特性的改良BaTiO,
陶瓷酒坛得以开发并付渚实用陶瓷酒坛www.gxlstc.com.用CVHO豇换一部分BaTiO,时居里点几乎不变，但使晶体的第二
相变点向莜温移动，当置换丨6夯摩尔打分数时，笫二相变点枕变成一WC?由于随着CaTi03a换进的垌加压电性降低，所以实用上最
大S换M仅限于8知mol左右.同时，当用PbTiO来置换BaTiO?时，居里点向尚温移动，而笫二相变点移向低耻区，由于矫顽场增离
，从而可获得性能稳定的压电陶瓷酒坛?然而.当PbTiO^A贤换位过多时，瓜然溢度特性得到改莕，但因压电性降低，故实用上敁大置换f
i限制在8唤mol左右，在T.业上已制造出居M点升至160C和第二相变点降至一5(TC，且容笏烧结的BamPb。.8Ca〇
.。4TiO,陶瓷酒坛?这和陶瓷酒坛因其苈里点高，已在超声波淸洗机等火功率超声波发生雜以及声纳、水听器等水声换能器等方面得到了
广泛应用土陶酒坛www.luwulongyao.com?另一方面，BaTiO,铁电性的发现成为探索新型氡化物铁电体的转折点，在此基
础上研究了置换BaTiO?所获得的PbTiO,、（Ba.Pb)TiOa、PbZrCV(Ba.Pb)Zr〇3,PbH,0?或
同BaTiO?有类似钴构的ABO,型铁电体，如NaNbO,、NaTaO?、KNbO,、KTaO,、UNbO,.LiTaO?等
的压电性?PbTiO,于1936年已人工合成，佴由于它在居里点49(TC以下的结晶各向异性大,烧结后的晶粒容易在热界处分离，得不
到以密的.机械强度商的闽瓷，同时由于矫顽场大，极化困难，所以长期以来没能获得实用?人们对抑制PbTiO,陶瓷酒坛晶粒生长和对增加
品界结合强度效果较显著的添加物(如Bii/Ti08、PbZr^/gNbjt/aO^BiZii!//丨i1/203、Bi2/
8Zfli/a、Nb,/,0,，U,CO,、NiO.Fe,(VGd,0,、从11〇2等)进行了研究，并通过在PbTiO,中
同时添加La^sTiO,和MuO,研制成密度高、机械强度大、可进行高温电场极化处理的具有高电阻率的陶瓷酒坛?这种陶瓷酒坛在20C
TC下加6000V/mm的电场保持lOminiiii汜稃易极化?由于这种啕瓷介电常数小，耦合系数的各向异性大，所以容易抑制副井振
的访响，而且由于A有各种m电特性的温度和时间变化小等特征，作为甚窃频段（VHF)用闷任谐振子￡获卷广泛应用.四、压电陶瓷酒坛的
未来酒缸酒坛www.aaxcs.cn展望压电陶瓷的未来，随电效应新砬用的发展，满足所要求的各种新特性组合的压电陶泛今后将不断发展
.这是应用范围广的各种材瓷的必然趋势.在材料组成方面，在从单一组分向二种组分，进而向三至四种组分发展的趋势下，那些具有特色的材料
将会得到应用?又如，像作为高频压电陶瓷酒坛而发展的(Na,Li)Nb03氓电陶瓷酒坛那洋，要发展不贪Pb元素的压电陶瓷酒坛，
这是在生态学时代潮流中所热切希铤的材料?可以认为，这娃压电陶瓷酒坛材料发展的一种趋势?但是，要用这种材料代换过去的Pb系材料，还
必须使其压电性能比现有水平有较大的提高才行?另一方面，在陶瓷酒坛制造性能方面的研究预期也会冇稳步的发展，可以认为在不远的将来必
将取得成果，这是因为，近年来随苕应用范围的扩大和工作频率的提高，必须研制性能更商和能经受更严酷使用条件的材料?由于W资受到所采用
的烧结制造方法的限制，晶界和气孔的存在或晶粒形状和晶轴方向的不规则性是不可避免的.似赴可以认为，如果不断进行努力，尽蛰克服在均
质性上不如单晶的这些缺点，那么满足上述要求的材料是完全冇可能制造出来的.在应用方面展望未来?如果考虑压电效应具有作为电能和机械能
之间非常有效的换能器的机能这一点，那么可以说其发展前途是无S的?最近，在应用方M的新发展有生物医学的超声波沴断装fit?非破坏检测仪器，体波VIF滤波器，压电式录像磁盘摄像器等?从这些例子可知，采用高性能的压电陶瓷酒坛就可以比较容易地构成商转换效率的器件?因此，今后作为电子学和力学相结合元件，将不断扩大应用? |
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