什么是壓電材料？有哪些種類？應用分析

1.什么是壓電材料

壓電材料指在受到壓力或電流刺激作用下，會產生電流和壓力變化等現象的一種特殊材料，其大多數為晶體類，對相關外界刺激具有力電耦合性的材料，廣泛應用于工業部門和高科技領域。這種材料最早是居里兄弟在對晶體的導電性進行研究時發現的，其對一種晶體某方向進行加壓時，與之垂直方向上會出現微小電流。此后，科學家們對此種材料投入了較大關注，并取得了豐富的研究成果。目前其相關研究范圍也不斷擴大，將彈性熱力學性能、光學特性也牽扯進來，成為一門有重要影響的學科。

2.壓電材料的種類及具體應用

壓電材料可分為壓電晶體(單晶)、壓電陶瓷(多晶)、有機高分子壓電材料和半導體壓電材料四種。

(1)壓電晶體(單晶)：主要有石英晶體(Si02)、水溶性壓電晶體(酒石酸鉀鈉)以及鈮酸鋰晶體。壓電單晶體的性能穩定，但造價高昂,一般用于標準儀器或精度要求較高的傳感器。

(2)壓電陶瓷(多晶)：按其組成基本元素多少可對壓電陶瓷分為二元系壓電陶瓷、三元系壓電陶瓷、四元系壓電陶瓷等。壓電陶瓷材料由于制作工藝簡單、耐潮濕、耐高溫等優點，發展極為迅速,應用日益廣泛。壓電陶瓷的壓電常數為石英晶體的幾倍，靈敏度高，在檢測技術、電子技術和超聲領域中應用很普遍。

(3)有機高分子壓電材料：高分子壓電材料大致可分為兩類：一類是某些合成高分子聚合物，另一類是高分子化合物中摻雜壓電陶瓷PZT或BaTio3粉末制成的高分子壓電薄膜。它的獨特優點是質輕柔軟、抗拉強度高、蠕變小、耐沖擊、擊穿強度為150^ 200kV/mm,可以大量生產和制成較大的面積。

(4)半導體壓電材料：硫化鋅(ZnS)、碲化鎘 (CeTe)、氧化鋅(Zn0)、硫化鎘(CaS)等這些既具有壓電特性又具有半導體特性的材料。既可用其壓電性研制傳感器，又可用其半導體特性制作電子器件;也可以兩者合一，集元件與線路于一體，研制成新型集成壓電傳感器測試系統。

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