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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(shù)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(fā)性,使鉛基陶瓷在制備、使用及廢棄后處理過程中對生態(tài)環(huán)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(xù)發(fā)展戰(zhàn)略背道而弛的,鉛污染已經(jīng)成為人類/公害0之一.為了保持人類社會和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調發(fā)展,歐盟、日本等國家和地區(qū)已經(jīng)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(xiàn)狀,而暫時將鉛基壓電陶瓷豁免于相關的法令法規(guī)之外,但相關國家和地區(qū)已經(jīng)未雨綢繆,投入大量的人力和財力研究開發(fā)無鉛壓電陶瓷.我國是壓電材料元器件的生產(chǎn)和出口大國,因此研究和開發(fā)無鉛壓電陶瓷是一項具有重大社會和經(jīng)濟意義的課題.
7.
半導性陶瓷
雖然一般的陶瓷是絕緣體,但是經(jīng)過適當?shù)奶幚恚?/span>也可以具有半導的性質,具有半導性的陶瓷可以有許多的用途,例如氧化鋅與數(shù)種適當?shù)奶砑游锟梢灾瞥勺冏杵鳎?/span>由於它具有吸收突波的特性,可以用來保護電子元件,防止突波的破壞。壓電陶瓷執(zhí)行器因其體積小、位移分辨率高、響應速度快、輸出力大、換能效益高等優(yōu)點,廣泛應用于掃描探針顯微鏡、自適應/主動光學元件、納米定位、振動控制、聲學、聲納、微流體輸送等領域中[1]。有些半導性陶瓷的導電性因溫度的不同變化很大,可以用來量測溫度,以PTC(正溫度系數(shù))陶瓷做加熱器具有自動控溫的特能,如近來常見的陶瓷暖爐,就是一例。此外半導性陶瓷還可以做濕度或氣體感測器,
壓電陶瓷與打火機點火原理
較好的打火機內部沒裝火石,
它們的點火裝置大同小異,
大多數(shù)是靠壓電陶
瓷通過放電點火的。
有些固體電介質由于晶格點陣的特殊結構,
會產(chǎn)生一種
特殊現(xiàn)象。即當晶體發(fā)生機械形變(如壓縮、伸長)時會產(chǎn)生極化,而在相對的
兩面上產(chǎn)生異號束縛電荷。
這種現(xiàn)象叫壓電現(xiàn)象。
除一些壓電晶體外,
有一種陶
瓷經(jīng)外加電場作用一定時間后,
其內部的小晶粒電矩會轉到電場方向上,
把電場
去掉后,
電矩仍基本保持沿電場方向排列,
因此使陶瓷表面出現(xiàn)極化電荷,
從而
具有壓電效應,這種陶瓷叫壓電陶瓷