压电陶瓷是什么_压电陶瓷的工艺流程

压电陶瓷是一能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料。所谓压电效应是指某些介质在受到机械压力时，哪怕这种压力像声波振动那样微小，都会产生压缩或伸长等形状变化，引起介质表面带电，这是正压电效应。反之，施加激励电场，介质将产生机械变形，称逆压电效应。这种奇妙的效应已经被应用在与人们生活密切相关的许多领域，以实现能量转换、传感、驱动、频率控制等功能。

在能量转换方面，利用压电陶瓷将机械能转换成电能的特性，可以制造出压电点火器、移动X光电源、炮弹引爆装置。电子打火机中就有压电陶瓷制作的火石，打火次数可在100万次以上。用压电陶瓷把电能转换成超声振动，可以用来探寻水下鱼群的位置和形状，对金属进行无损探伤，以及超声清洗、超声医疗，还可以做成各种超声切割器、焊接装置及烙铁，对塑料甚至金属进行加工。

压电陶瓷一般工艺流程：

（1）配料：进行料前处理，除杂去潮，然后按配方比例称量各种原材料，注意少量的添加剂要放在大料的中间。

（2）混合磨细：目的是将各种原料混匀磨细，为预烧进行完全的固相反应准备条件。一般采取干磨或湿磨的方法。小批量可采取干磨，大批量可采取搅拌球磨或气流粉碎的方法，效率较高。

（3）预烧：目的是在高温下，各原料进行固相反应，合成压电陶瓷。此道工序很重要，会直接影响烧结条件及最终产品的性能。

（4）二次细磨：目的是将预烧过的压电陶瓷粉末再细振混匀磨细，为成瓷均匀、性能一致打好基础。

（5）造粒：目的是使粉料形成高密度的流动性好的颗粒。方法可以手工进行但效率较低，目前高效的方法是采用喷雾造粒。此过程要加入黏合剂。

（6）成型：目的是将制好粒的料压结成所要求的预制尺寸的毛坯。

（7）排塑：目的是将制粒时加入的黏合剂从毛坯中除掉。

（8）烧结成瓷：将毛坯在高温下密封烧结成瓷。此环节相当重要。

（9）外形加工：将烧好的制品磨加工到所需要的成品尺寸。

（10）被电极：在要求的陶瓷表面设置上导电电极。一般方法有银层烧渗、化学沉积和真空镀膜。

（II）高压极化：使陶瓷内部电畴定向排列，从而使陶瓷具有压电性能。

（12）老化测试：陶瓷性能稳定后检测各项指标，看是否达到了预期的性能要求。

1880年法国人居里兄弟发现了“压电效应”。1942年，压电陶瓷材料钛酸钡先后在美国、苏联和日本制成。1947年，钛酸钡拾音器——第一个压电陶瓷器件诞生了。20世纪50年代初，又一种性能大大优于钛酸钡的压电陶瓷材料——锆钛酸铅研制成功。从此，压电陶瓷的发展进入了新的阶段。60年代到70年代，压电陶瓷不断改进，渐趋完美。如用多种元素改进的锆钛酸铅二元系压电陶瓷，以锆钛酸铅为基础的三元系、四元系压电陶瓷也都应运而生。这些材料性能优异，制造简单，成本低廉，应用广泛。

压电陶瓷对外力的敏感使它甚至可以感应到十几米外飞虫拍打翅膀对空气的扰动，并将极其微弱的机械振动转换成电信号。利用压电陶瓷的这一特性，可应用于声呐系统、气象探测、遥测环境保护、家用电器等方面。

如今压电陶瓷已经被科学家应用到国防建设、科学研究、工业生产以及和人民生活密切相关的许多领域中，成为信息时代的多面手。

在航天领域，压电陶瓷制作的压电陀螺，是在太空中飞行的航天器、人造卫星的“舵”。依靠“舵”，航天器和人造卫星才能保证其既定的方位和航线。传统的机械陀螺寿命短、精度差、灵敏度低，不能很好满足航天器和卫星系统的要求，而小巧玲珑的压电陀螺灵敏度高，可靠性好。

在潜入深海的潜艇上，都装有人称水下侦察兵的声呐系统。它是水下导航、通信、侦察敌舰、清扫敌布水雷的不可缺少的设备，也是开发海洋资源的有力工具，它可以探测鱼群、勘查海底地形地貌等。在这种声内系统中，有一双明亮的“眼睛”——压电陶瓷水声换能器。当水声换能器发射出的声信号碰到一个目标后就会产生反射信号，这个反射信号被另一个接收型水声换能器所接收，于是，就发现了目标。目前，压电陶瓷是制作水声换能器的最佳材料之一。