壓電材料測試儀簡述壓電效應和(hé)壓電材料

    1、壓電效應

    壓電材料是指受到壓力作用(yòng)在其兩端面會出現電荷的(de)一大(dà)類單晶或多(duō)晶的(de)固體材料，它是進行能量轉換和(hé)信号傳遞的(de)重要載體。早報道材料具有壓電特性的(de)是法國物(wù)理(lǐ)學家居裏兄弟(dì)，1880年他(tā)們發現把重物(wù)放在石英晶體上，晶體某些表面會産生電荷，電荷量與壓力成正比，并将其成爲壓電效應。壓電效應可(kě)分(fēn)爲正壓電效應和(hé)逆壓電效應兩種。某些介電體在機械力作用(yòng)下(xià)發生形變，使介電體内正負電荷中心發生相對(duì)位移而極化(huà)，以緻兩端表面出現符号相反的(de)束縛電荷，其電荷密度與應力成比例。這(zhè)種由“壓力”産生“電”的(de)現象稱爲正壓電效應。反之，如果将具有壓電效應的(de)介電體置于外電場(chǎng)中，電場(chǎng)使介質内部正負電荷位移，導緻介質産生形變。這(zhè)種由“電”産生“機械變形”的(de)現象稱爲逆壓電效應。

    2、壓電材料

    （1）壓電單晶

    壓電單晶是指按晶體空間點陣長(cháng)程有序生長(cháng)而成的(de)晶體。這(zhè)種晶體結構無對(duì)稱中心，因此具有壓電性。如石英晶體、镓酸锂、鍺酸锂、鍺酸钛以及鐵晶體管铌酸锂、钽酸锂等。壓電單晶材料的(de)生長(cháng)方法包括水(shuǐ)熱(rè)法、提拉法、坩埚下(xià)降法和(hé)泡生法等。

    （2）壓電陶瓷

    壓電陶瓷則泛指壓電多(duō)晶體， 是指用(yòng)必要成份的(de)原料進行混合、成型、高(gāo)溫燒結，由粉粒之間的(de)固相反應和(hé)燒結過程而獲得(de)的(de)微細晶粒無規則集合而成的(de)多(duō)晶體， 具有壓電性的(de)陶瓷稱壓電陶瓷。壓電陶瓷材料具有良好的(de)耐潮濕、耐磨和(hé)耐高(gāo)溫性能，硬度較高(gāo)，物(wù)理(lǐ)和(hé)化(huà)學性能穩定。壓電陶瓷材料包括钛酸鋇BT、锆钛酸鉛PZT、改性锆钛酸鉛、偏铌酸鉛、铌酸鉛鋇锂PBLN、改性钛酸鉛PT等。

    （3）壓電薄膜

    壓電薄膜材料是原子或原子團經過或濺射的(de)方法沉積在襯底上而形成的(de)，其結構可(kě)以是費靜态、多(duō)晶甚至是單晶。壓電薄膜制備的(de)器件不需要使用(yòng)價格昂貴的(de)壓電單晶，隻要在襯底上沉積一層很薄的(de)壓電材料，因而具有經濟和(hé)省料的(de)特點。而且制備薄膜過程中按照(zhào)一定取向來(lái)沉積薄膜，不需要進行極化(huà)定向和(hé)切割等工藝。另外，利用(yòng)壓電薄膜制備的(de)器件應用(yòng)範圍廣泛、制作簡單、成本低廉，同時(shí)其能量轉換效率高(gāo)，還(hái)能與半導體工藝集成，符合壓電器件微型化(huà)和(hé)集成化(huà)的(de)趨勢。