壓電鐵電材料在信息的檢測(cè)、轉(zhuǎn)換、處理、顯示和存儲(chǔ)等方面具有廣泛的應(yīng)用,是一類重要的高技術(shù)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(fù)合鈣鈦礦鐵電體作為第三組元構(gòu)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(zhì)量的70%.氧化鉛的強(qiáng)毒性以及在燒結(jié)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(duì)生態(tài)環(huán)境及人類造成嚴(yán)重危害.顯然,鉛基壓電陶瓷的使用是與人類社會(huì)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(huì)和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)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(shí)將鉛基壓電陶瓷豁免于相關(guān)的法令法規(guī)之外,但相關(guān)國家和地區(qū)已經(jīng)未雨綢繆,投入大量的人力和財(cái)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(xiàng)具有重大社會(huì)和經(jīng)濟(jì)意義的課題.

當(dāng)壓電材料—定時(shí)，諧振頻率與h成正比，與(D/2)2成反比。諧振頻率fo與復(fù)合振動(dòng)片的直徑D呈指數(shù)關(guān)系。顯然D愈大，低頻特性愈好。壓電陶瓷片作傳聲器使用時(shí)，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(dāng)壓電材料—定時(shí)，諧振頻率與h成正比，與(D/2)2成反比。諧振頻率fo與復(fù)合振動(dòng)片的直徑D呈指數(shù)關(guān)系。60年代以來發(fā)現(xiàn)了同時(shí)具有半導(dǎo)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(shí)，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(yīng)用樣，市場(chǎng)也大，由於其優(yōu)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(yè)上占有一個(gè)非常重要的地位，其特性分述如下：

3.

特殊的物理性質(zhì)

(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(zhì)，所謂壓電性是在材料上加壓後，產(chǎn)生電流的效應(yīng)，反之亦然；有機(jī)壓電材料可大量生產(chǎn)和制成較大的面積,它與空氣的聲阻匹配具有獨(dú)特的優(yōu)越性,是很有發(fā)展?jié)摿Φ男滦碗娐暡牧?。焦電性則是加溫後產(chǎn)生電流，鐵電性會(huì)在移去電場(chǎng)後，存在自發(fā)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(xué)方面：現(xiàn)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(yīng)，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(xiàn)代聲納根據(jù)海區(qū)聲速--深度變化形成的傳播條件，可適當(dāng)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(dá)聲、海底反射聲、會(huì)聚區(qū)、深海聲道)來克服水聲傳播條件的不利影響，提高聲納探測(cè)距離。又如，運(yùn)載平臺(tái)的自噪聲主要與航速有關(guān)，航速越大自噪聲越大，聲納作用距離就越近，反之則越遠(yuǎn)；氧化鉛的強(qiáng)毒性以及在燒結(jié)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(duì)生態(tài)環(huán)境及人類造成嚴(yán)重危害。目標(biāo)反射本領(lǐng)越大，被對(duì)方主動(dòng)聲納發(fā)現(xiàn)的距離就越遠(yuǎn)；目標(biāo)輻射噪聲強(qiáng)度越大，被對(duì)方被動(dòng)聲納發(fā)現(xiàn)的距離就越遠(yuǎn)。