特种陶瓷第五讲 压电陶瓷
简述压电陶瓷
简述压电陶瓷压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料，属于无机非金属材料，是一种具有压电效应的陶瓷材料。
与压电单晶材料相比，具有机电耦合系数高，压电性能可调节性好，化学性质稳定，易于制备且能制得各种形状、尺寸和任意极化方向的产品、价格低廉等优点。
它具有压电效应。
所谓压电效应是正电压效应和负电压效应。
前者是指由应力诱导出极化或电场的现象，后者则是由电场诱导出应力或应变的现象，二者统称为压电效应。
目前为止，压电陶瓷的这种压电效应已被广泛应用于与人们生活息息相关的许多领域，遍及卫星广播、电子设备、生物、航空航天、医疗卫生、日常生活等等。
由此可见压电陶瓷的应用十分广泛，研究意义非常重大。
一些材料在机械应力作用下，引起内部正负电荷中心相对位移而发生极化，导致材料两端表面出现符号相反的束缚电荷的现象，称为压电效应。
具有这种性能的陶瓷称为压电陶瓷，它的表面电荷的密度与所受的机械应力成正比。
反之，当这类材料在外电场作用下，其内部正负电荷中心移位，又可导致材料发生机械变形，形变的大小与电场强度成正比。
常用的压电陶瓷有钛酸钡系、锆钛酸铅二元系及在二元系中添加第三种ABO3（A表示二价金属离子，B表示四价金属离子或几种离子总和为正四价）型化合物，如：Pb(Mn1/3Nb2/3)O3和Pb(Co1/3Nb2/3)O3等组成的三元系。
如果在三元系统上再加入第四种或更多的化合物，可组成四元系或多元系压电陶瓷。
此外，还有一种偏铌酸盐系压电陶瓷，如偏铌酸钾钠（Na0.5·K0.5·NbO3）和偏铌酸锶钡（Ba x·Sr1-x·Nb2O5）等，它们不含有毒的铅，对环境保护有利。
目前，我国所使用的压电陶瓷体系主要是铅基压电陶瓷，材料其中含铅化合物PbO（或Pb3O4）约占原料总质量的百分之七十左右。
由于含铅化合物在高温时具有挥发性，这些材料在生产、使用、废弃过程中都会对人类健康和生态环境造成很大的危害。
《压电陶瓷》课件
03
压电陶瓷的制造工艺
配料与混合
配料
根据生产需要，将各种原材料按 照配方准确称量，确保原材料的 质量和稳定性。
混合
将称量好的原材料进行充分混合 ，确保各种原材料均匀分布，以 提高产品的性能和稳定性。
预烧与成型
预烧
在一定温度和气氛下，将混合好的原 料进行预烧结，以促进原料的初步反 应和烧结。
易于加工和集成
压电陶瓷可以通过陶瓷工艺进 行加工和集成，与其他电子元
件实现一体化，方便应用。
压电陶瓷的应用领域
传感器
利用压电陶瓷的压电效应，可以制作 出各种压力、加速度、振动等物理量 的传感器。
换能器
驱动器
利用压电陶瓷的逆压电效应，可以制 作出各种微小位移、微小角度的驱动 器，用于精密定位、光路控制等领域。
压电陶瓷的工作模式
工作模式定义
工作模式是指压电陶瓷在受到机 械力作用时，如何将机械能转换
为电能的过程。
工作模式分类
压电陶瓷的工作模式可以分为直 接模式和逆模式。直接模式是指 陶瓷在受到压力时产生电压，逆 模式是指陶瓷在受到电压作用时
产生形变。
工作模式的应用
不同的工作模式适用于不同的应 用场景，如直接模式适用于传感 器，逆模式适用于超声波发生器
压电陶瓷广泛应用于传感 器、换能器等领域，如超 声波探头、电子点火器等。
压电陶瓷的极化
极化定义
极化是指压电陶瓷在制造过程中，通过施加高电 压使其内部电偶极矩定向排列的过程。
极化原理
在极化过程中，陶瓷内部的电偶极矩会沿着一定 的方向整齐排列，形成一个宏观的电场。
极化过程
极化过程需要在高温和高压环境下进行，通常需 要数千至上万伏的电压。
压电陶瓷ppt课件
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造传感器和换能器。
工作模式二
压电陶瓷可以在交变电场下工作， 产生交变的机械振动，用于制造超 声波设备和振动器。
工作模式三
压电陶瓷可以在高电压、大电流下 工作，产生强烈的机械振动或变形 ，用于制造大型驱动器和执行器。
03
压电陶瓷的制造工艺
配料与混合
配料
按照配方称取适量的原料，如钛 酸钡、二氧化锆、氧化镁等。
04
压电陶瓷的性能参数
电学性能
介电常数
衡量压电陶瓷在电场作用下极化 程度的物理量。介电常数越大， 极化程度越高，压电效应越明显
。
绝缘电阻
反映压电陶瓷内部绝缘性能的参 数。高绝缘电阻表明陶瓷内部缺
陷少，性能稳定。
电致伸缩系数
衡量压电陶瓷在电场作用下产生 的机械应变能力的物理量。电致 伸缩系数越大，机械应变能力越
压电陶瓷的特性
高压电性能
压电陶瓷具有较高的压电常数和机电耦合系 数，能够将微小的机械形变转换为较大的电 能或机械能。
温度稳定性
压电陶瓷具有较好的温度稳定性，可以在较 宽的温度范围内保持稳定的性能。
可靠性高
压电陶瓷具有较高的机械强度和稳定性，不 易疲劳压电陶瓷的振动和换能特性，可以将太阳能转换为电能，提高太阳能利用率 。
压电陶瓷在风能发电中的应用
压电陶瓷可以作为风能发电机的传感器和换能器，实现风能的高效利用。
压电陶瓷在其他领域的应用探索
压电陶瓷在医疗领域的应用
压电陶瓷在医学领域具有广泛的应用前景，如超声成像、药物传递等。
压电陶瓷在环保领域的应用
利用压电陶瓷的振动特性，制造出声 波发生器、超声波探头等声学器件。
压电陶瓷及其应用PPT课件
顺电相
铁电相
4. 铋层状结构
Bi4Ti3O12
（1） 钛酸钡压电陶瓷 钛酸钡（BaTiO3）是由碳酸钡（BaCO3）和二氧
化钛（TiO2）按1：1分子比例在高温下合成的压电陶瓷 。
它具有很高的介电常数和较大的压电系数（约为石 英晶体的50倍）。不足之处是居里温度低（120℃）， 温（度2）稳定锆性钛和酸机铅械系强压度电不陶如瓷石（英PZ晶T）体。
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铁路钢轨探头
铁路钢轨对接焊 缝探测用探头
缺陷 焊缝
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铁路钢轨探伤 用滑板式探头
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管道环焊缝 超声波检测装置
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管道环焊缝超声 波检测装置原理
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超声探伤仪
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构件的超声探伤
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构件的超声探伤
另外，PbTiO3陶瓷的介电系数小，热释电系 数大，接近于60μC/cm2·K，居里点高，抗辐射性 能好，还是一种相当理想的热释电探测器材料。
2. PbNb2O6 钨青铜结构 Tc高（570℃） 压电系数的各向异性大，d33/d31≈10 机械品质因素特别低（Q≈11）
主要用于超声缺陷检测、人体超身诊断及水听器等
4、压电半导体材料 如ZnO、CdS 、ZnO 、CdTe，这种力敏器件具有灵振荡器的压电材料，可测取力和温度等参数。
BaTiO3和PbTiO3压电陶瓷比较
BaTiO3陶瓷 工作温区窄（Tc=120℃
） 易极化 热稳定性差 ε=1900 Kp =0.354 d33=191(10-12库/牛) g33=11.4(10-3伏·米/牛) 工艺性好
压电陶瓷
在压电陶瓷上加上电场，设电场方向与极化方向相同， 则晶体的极化加强，晶体沿极化方向伸长，产生了形变— —逆压电效应。若加上反向场强，则晶体沿极化方向缩短； 若加上交变电场，则晶体产生振动。
Qm ,热稳定性好 抗老化性好
低衰减 硬性材料 频率稳定 软性材料
§ 7-1 压电陶瓷
由于一些性能往往是互相克制的，如Qm ↑ ，则KP ↓ ； ε↑则tgδ ↑ ；KP ↑则热稳定性↓，因此选用材料时应全面考虑， 适当折中。
三§元7系-1铅基压压电电陶陶瓷瓷
a、所谓三元系压电陶瓷，是在PZT的基础上再添加三元复合钙钛矿型物质(A,A’)(B,B’)O3 而组成的。在实际大多 数多元系压电陶瓷中，A位元素仍是铅，所改变的只是处 于八面体中的B位的元素。因此：在钙钛矿结构的三维八 面体网中，在相互固溶的情况下，八面体的中心将有四种 或更多电价不一定为4的元素（包括Zr和Ti）统计地均匀 分布，改变其元素种类与配料，就可调整、优选出一系列 具有特殊性能的压电陶瓷。
等 价 取 代
PZT的
改
性
分
为：异
价
取
软 性 代硬 性
取 取
代 代
改 改
性 性
其 它 取 代 改 性
§ 7-1 压电陶瓷
⑶ 常用PZT瓷料 压电陶瓷用途很多，不同场合对压电陶瓷性能要求不同。
接
收
型
水
声
换
能
器
：g33或g31大
，K
P
,
高效率、高灵敏度 软性材料
换 能 器
常用的为横向压电系数d31和纵向压电系数d33（脚标第 一位数字表示压电陶瓷的极化方向；第二位数字表示机械 振动方向）。四方钙钛矿结构有三个独立的压电系数d31 、 d33和 d15 。
压电陶瓷及导电陶瓷
压电陶瓷及导电陶瓷「压电陶瓷」和「导电陶瓷」是21世纪的新兴电子材料，它们的来源广泛，而且就在我们的周遭环境中。
它们具有性能稳定、强度高、耐腐蚀和耐高温的特性，在光、电、磁、声等方面有特殊的应用。
可以进行能量转换压电陶瓷是一种可以使电能和机械能相互转换的特殊陶瓷材料。
它主要是藉由烧结而形成的一种多晶材料，与普通的单晶压电材料相比，有相当多的优点，例如价格低廉、容易加工成各种不同形状的组件、能大量生产等，因此颇受人们的青睐。
压电陶瓷是由许多粒径在几个微米左右的小晶粒所组成，主要成分是铅、钛和锆的氧化物。
在烧结的制备过程中，这些小晶粒在高压电场的作用下，会有规则地排列而带有压电性。
虽然压电陶瓷的种类很多，但比较有发展前途的是钛酸钡和锆钛酸铅的压电陶瓷。
除此之外，一些多成分的复合型压电陶瓷，像是锆钛酸铅镧等，不仅有良好的压电性能，还可以做成透明压电陶瓷，使得压电陶瓷的应用可以推广到光电领域中。
因此，它们也是一种很有应用潜力的新型压电陶瓷材料。
压电陶瓷的主要功能是使得机械能与电能可以相互转换。
对压电陶瓷施加压力时，它就会产生电位差;如果对压电陶瓷施加电压，它就会产生机械应力。
如果对压电陶瓷施加一个高频振动，它就会产生高频电流;如果在压电陶瓷上施加高频的电讯号，它就会产生高频的机械振动。
压电陶瓷的一种应用是利用它把机械能转换成电能，而制成高压电源，使用在点火、触发、引爆等目的上，例如煤气炉的自动点火装置，就是利用这个原理制成的。
在这装置内，有一块压电陶瓷，当转动按钮时，一支被强力弹簧控制的撞击针会击打在压电陶瓷上，瞬间放出高达几万伏特的火花，点燃气阀中喷出的锥形气流。
这种点火装置的点火次数可以达到10万次以上，使用寿命可以达到20~30年之久。
压电陶瓷的另一种应用是把电能转换成机械能。
例如设计师通常在儿童的电子玩具小动物的肚子里，装上用压电陶瓷做成的蜂鸣器。
当电源接通后，压电陶瓷便在电压作用下变形而产生振动，进而发出人耳可以听到的声音，像是玩具小狗发出「汪汪」的叫声，或玩具小猫发出「喵喵」的叫声。
划重点让我们来聊聊“压电陶瓷”
划重点让我们来聊聊“压电陶瓷”陶瓷是古老中国的代名词，历史悠久，种类繁多。
陶瓷从花瓶、碗碟等器皿发展到现在的功能陶瓷，主要在于功能陶瓷晶体的微观极化特性的发现。
功能陶瓷是以电、磁、声、光、热和力学等信息的存储、检测、耦合及转换等主要特征的介质材料，主要包括压电、介电、热释电和磁性等功能各异的新型陶瓷材料，其中压电陶瓷是功能陶瓷领域的主流材料之一。
单板型压电陶瓷压电陶瓷压电陶瓷是指把氧化物混合（氧化锆、氧化铅、氧化钛等）高温烧结、固相反应后而成的多晶体，并通过直流高压极化处理使其具有压电效应的铁电陶瓷的统称，是一种能将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料。
其中，锆钛酸铅陶瓷简称PZT陶瓷，是一种二元固溶体，它呈现出 ABO3型的钙钛矿结构，是一种应用极为广泛的压电材料。
压电效应压电陶瓷是指把氧化物混合（氧化锆、氧化铅、氧化钛等）高温烧结、固相反应后而成的多晶体，并通过直流高压极化处理使其具有压电效应的铁电陶瓷的统称，是一种能将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料。
其中，锆钛酸铅陶瓷简称PZT陶瓷，是一种二元固溶体，它呈现出 ABO3型的钙钛矿结构，是一种应用极为广泛的压电材料。
正压电效应逆压电效应为什么能实现“压电”压电陶瓷要有两个条件：一是晶粒有铁电性；二是经过强直流电场极化处理。
所有的铁电单晶都具有压电效应，但是对于铁电陶瓷（陶瓷是多晶体）则需要经过高压直流极化处理。
这是因为陶瓷内部的各晶粒虽然存在自发极化，具有铁电性，但是其自发极化电畴的取向是完全随机的，宏观上并不具有极化强度。
在高压直流电场作用下电畴沿电场方向定向排列，而且在电场去除后，这种定向状态大部分能够被保留下来，所以陶瓷呈现压电效应。
压电陶瓷人工极化过程压电陶瓷材料的分类目前，压电陶瓷体系主要包括钨青铜结构、铋层状结构、钙钛矿结构三大类压电陶瓷材料。
（1）钨青铜结构陶瓷钨青铜结构是仅次于钙钛矿结构的第二大类铁电体。
该晶体也是由氧八面体以共顶点的形式联接而成的。
特种陶瓷压电陶瓷的性能与结构
结课论文开题报告2014 年4月 13日特种陶瓷的力学性能与压电陶瓷的结构原理和性能参数引言： 随着新技术革命的，功能陶瓷愈来愈受到世界各国的重视，品种日益增多，应用也愈来愈普遍。
几乎在工业、宇航、军工等所有的领域都可以找到特种题 目: 特种陶瓷的力学性能与压电陶瓷的结构原理和性能参数学 院： 化学工程学院专业班级： 材料化学112班学生姓名： 顾鹏 学 号： 2011121272 指导教师：陶瓷的应用。
应该指出，许多陶瓷都具有十分优异的综合性能。
摘要：特种陶瓷是发展高新技术的物质基础，也是改造传统产业的必备条件，因此材料科学被列为对世纪六大高科技领域之一。
特种陶瓷是新材料的一个组成部分，由于它具有其他材料所没有的各种优良性能，耐高温、高强度、重量轻、耐磨、耐腐蚀、优异的电、磁、声、光等物理特点，它在国民中的能源、电子、航空航天、机械、汽车、冶金和生物等各方面都有广阔的应用前景，成为各工业技术特别是尖端技术中不可缺少的关键材料，在国防现代化建设中，武器装备的发展也离不开特种陶瓷材料。
除此之外，在当今世界各国把环境保护作为重要的问题来考虑时，以环境保护、生活优化为背景的环境净化功能陶瓷的研究与开发也必然对改善人类生存环境，实施可持续发展战略起到积极的推动作用。
Abstract: special ceramics is the material basis for the development of high technology, is the transformation of traditional industries essential condition, so the materials science is listed as the six major high-tech fields. Special ceramics is a part of the new material, because it has excellent resistance to various other materials do not have, high temperature resistance, high strength, light weight, corrosion resistance, wear resistance, excellent electrical, magnetic, acoustic, optical and other physical characteristics, it is in the national energy, electronics, aerospace, machinery, automobile, metallurgy and biological aspects have broad application prospects, has become the industry technology is the key technology in the essential material, in the modernization of national defense construction, the development of weapons and equipment also cannot do without special ceramic materials. In addition, the environmental protection as an important consideration in the world, with environmental protection, life optimization as the background of the environmental research and development of functional ceramics are bound to improve human living environment, implementing the strategy of sustainable development plays a positive role in promoting.关键词：特种陶瓷、压电陶瓷、性能1特种陶瓷定义特种陶瓷又称精细陶瓷，按其应用功能分类，大体可分为高强度、耐高温和复合结构陶瓷及电工电子功能陶瓷两大 ... 在陶瓷坯料中加入特别配方的无机材料，经过1360度左右高温烧结成型，从而获得稳定可靠的防静电性能，成为一种新型特种陶瓷，通常具有一种或多种功能。
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f a2 Qm 2f r R(C0 C1 )( f a2 f r2 )
其中： fr为压电振子的谐振频率 fa为压电振子的反谐振频率 R为谐振频率时的最小阻抗Zmin（谐振电阻） C0为压电振子的静电容 C1为压电振子的谐振电容
压电式平面喇叭
经由双簧式压电致动器出力使基板产生 振动从而构成一扬声机制：用于移动电 话、个人数码助理(PDA) 、笔记本电脑 等之发声模块。
MICROSPEAKER 15g
DMA 3g
压电喇叭应用实例
N506i V501T
压电陶瓷驱动器
压电陶瓷在电场作用下产生的形变量很小，最多 不超过本身尺寸的千万分之一，别小看这微小的 变化，基于这个原理制做的精确控制机构－－压 电驱动器，对于精密仪器和机械的控制、微电子 技术、生物工程等领域都是一大福音。 据报道，88层的压电陶瓷片做成的驱动器可在 20ms内产生50μm的位移，响应速度之快是其它 材料所无法比拟的，是高精度、高速驱动器所必 须的材料， 已应用在各种跟踪系统、自适应光学系统、照相 机自动聚焦、机器人微定位器、磁头、喷墨打印 机和扬声器等。
压电陶瓷应用
压电超声医疗仪：生物医学工程是压电陶瓷应用的 重要领域。用作生物医学材料的压电陶瓷称为压电 生物陶瓷，如铌酸锂、锆钛酸铅和钛酸钡压电陶瓷 等。压电生物陶瓷主要用于制作探测人体信息的压 电传感器 ( 如用钛酸钡压电陶瓷制作的心内导管压 电微压器和心尖搏动音传感器，用复合压电材料制 作的脉压传感器)和压电超声医疗仪。
压电陶瓷的应用
压电陶瓷应用
压电陶瓷应用
压电陶瓷的应用范围非常广泛，而且与人类的生活密切 相关。其应用大致可归纳为以下四方面。 能量转换。压电陶瓷可以将机械能转换为电能，故可 用于制造压电打火机、压电点火机、移动 X 光机电源、 炮弹引爆装臵等。用压电陶瓷也可以把电能转换为超声 振动，用于探寻水下鱼群，对金属进行无损探伤，以及 超声清洗、超声医疗等。
1942年，第一个压电陶瓷材料——钛酸钡（BaTiO3） 先后在美国、前苏联和日本制成，但其压电性随温度 变化较大。 1954年美国B· 贾菲等人 ，发现了压电PbZrO3 -PbTiO 3(PZT)固溶体系统 。 在1970年后，添加不同添加剂的二元系PZT陶瓷具有 优良的性能，已经用来制造滤波器、换能器、变压器 等。 随着电子工业的发展，对压电材料与器件的要求就 越来越高了，二元系PZT已经满足不了使用要求，于是 研究和开发性能更加优越的三元、四元甚至五元压电 材料。
机电耦合系数K是一个综合反映压电陶瓷的机械能与电能之间 耦合关系的物理量，是压电材料进行机—电能量转换能力的反映。 机电耦合系数的定义是：
或
通过逆压电效应转换所 得的机械能 K 转换时输入的总电能
2
通过正压电效应转换所 得的电能 K 转换时输入的总机械能
2
压电陶瓷振子（具有一定形状、大小和被覆工作电极的压电陶 瓷体）的机械能与其形状和振动模式有关，不同的振动模式将有 相应的机电耦合系数。 如对薄圆片径向伸缩模式的耦合系数为Kp（平面耦合系数）； 薄形长片长度伸缩模式的耦合系数为K31（横向耦合系数）；
2）.聚合物 PVF2（聚二氟乙烯）
3）.压电陶瓷
并非所有的陶瓷都具有压电效应。作为压电陶 瓷的原材料，在晶体结构上一定是不具有对称 中心的晶体，如氧化铅、氧化锆、氧化钛、碳 酸钡、氧化铌、氧化镁、氧化锌等。 在32种点群的晶体中，只有20种非中心对称点 群的晶体才有压电效应。 将这些原材料在高温下致密烧结，制成陶瓷， 并将制好的陶瓷在直流高压电场下进行极化处 理，才能成为压电陶瓷。 常用的压电陶瓷有钛酸钡、钛酸铅、锆钛酸铅 以及三元系压电陶瓷等。
4）、频率常数N 对某一压电振子，其谐振频率和振子振动方向长度 的乘积为一个常数，即频率常数。
N=fr×l
其中：
fr为压电振子的谐振频率；
l为压电振子振动方向的长度。
薄圆片径向振动
Np=fr×D Nt=fr×t
D为圆片的直径
薄板厚度伸缩振动
细长棒K33振动 薄板切变K15振动
t为薄板的厚度
l为棒的长度 lt为薄板的厚度
压电陶瓷
压电陶瓷
压电陶瓷基本概念及性能参数 压电陶瓷的应用 BaTiO3系压电陶瓷 PbTiO3系压电陶瓷
Pb(Ti,Zr)O3系压电陶瓷
压电陶瓷基本概念及性能参数
三个重要概念
① 极化 （Polarization ）
在电场作用下， 电介质中束缚着的 电荷发生位移或者 极性按电场方向转 动的现象，称为电 介质的极化。
压电陶瓷
Qm=1/4ΠR1CΔ f×1012
ε
tl /Π Φ =4C 33 t
Ct是薄圆片的低频电容(法拉),可在1KC频率下由电容电桥测 出,lt为薄圆片的厚度(米), Φ 为薄圆片的直径(米), ε 33为自 由介电常数(法拉/米)。 tgδ用电容电桥或万用电桥等测出。
d33用准静态测试仪测定。
铁电晶体中存在着自发极化 方向不同的小区域，那些自 发极化方向相同的区域称为 电畴（黑色粗线为畴壁）。 对于自发极化而言，从宏观 统计来看，晶体中存在着各 个方向的自发极化，它们相 互抵消，宏观上对外不呈现 极性。
③铁电陶瓷 (Ferroelectric Ceramics)
某些材料在一定温度范围内具有自发极化。而 且其自发极化可以因外电场的作用而转向，材 料的这种特性称为铁电性。具有这种特性的陶 瓷材料称为铁电陶瓷.
压电陶瓷应用
压电地震仪：地震是常见的自然现象。全世界每年要发 生几百万次地震，平均每分钟就有十几次。不过绝大多 数地震比较微弱，人们感觉不到。强烈的大地震，一般 每年不过三五次。然而这种大地震一旦发生，对人类造 成的灾难是毁灭性的，因此地震预报十分重要。测量地 震的仪器灵敏度越高越精确，地震预报就报得越早越准， 就可把地震带来的损失减得越小。
(b)沿X方向的压力
(c)沿X方向的拉力
逆压电效应
当在晶体上施加电场时，由于电场的作用会引 起介质内部正负电荷中心位移，而这一位移又 使介质发生形变。 在一定电场强度范围内，电场强度与形变呈线 性可逆关系，这种效应称为逆压电效应。
压电效应的本质：机械作用引起介质极化
F －－－－－ － ＋＋＋＋＋ 极化方向 －－－－－ ＋＋＋＋＋＋ 正压电效应示意图 （实线代表形变前的情况，虚线 代表形变后的情况） －－－－－－ ＋＋＋＋＋＋ 极化 方向 －－－－－－ ＋＋＋＋＋＋
②自发极化（Spontaneous Polarization）
120℃以下，BaTiO3晶体 结构稍有畸变，为四方 结构，Ba2+和Ti4+相对于 O2-产生了一个位移，结 果沿C 轴方向正负电荷 中心不重合，产生了极 化（自发极化），通常 把这种转变温度称为居 里温度或居里点（Tc）。 120℃到5℃自发极化沿 C轴[001]方向。
压电陶瓷应用
压电超声医疗仪中应用最广的是 B 型超声诊断仪。这种诊断仪中有 用压电陶瓷制成的超声波发生探 头，它发出的超声波在人体内传 输，体内各种不同组织对超声波 有不同的反射和透射作用。反射 回来的超声波经压电陶瓷接收器 转换成电信号，并显示在屏幕上， 据此可看出各内脏的位臵、大小 及有无病变等。 B 型超声诊断仪通 常用来检查内脏病变组织 ( 如肿块 等)。
压电陶瓷应用
传感。用压电陶瓷制成的传感器可用来检测微弱的 机械振动并将其转换为电信号，可应用于声纳系统、 气象探测、遥感遥测、环境保护、家用电器等。 驱动。压电驱动器是利用压电陶瓷的逆压电效应产 生形变，以精确地控制位移，可用于精密仪器与精密 机械、微电子技术、光纤技术及生物工程等领域。 频率控制。压电陶瓷还可以用来制造各种滤波器和 谐振器。
圆柱体轴向伸缩模式的耦合系数为K33（纵向耦合系数）等。
机电耦合系数K是压电材料进行机-电能 量转换的能力反映。它与材料的压电常 数、介电常数和弹性常数等参数有关， 是一个比较综合性的参数。其值总是小 于1 。
3）、机械品质因数Qm
压电陶瓷在振动时，为了克服内摩擦需要消耗能量。机械品质 因数Qm是反映能量消耗大小的一个参数。Qm越大，能量消耗越小。机 械品质因数Qm的定义式是：
Ps单个电畴的极化强度；Pr剩 余极化强度；Ec矫顽电场。
压电效应及材料
1、压电效应
对某些晶体施加机械力而引起它们内部正负电 荷中心相对位移，产生极化，从而导致介质两 端表面内出现符号相反的束缚电荷。 在一定应力范围内，机械力与电荷呈线性可逆 关系，这种现象称为正压电效应（压→电） 。
(a)不受外力
压电陶瓷应用
积层式压电变压器：用于笔记本电脑液晶显示 器、桌上型电脑液晶显示器、个人数码助理 (PDA)、数码相机(DSC)、数码摄影机(DSC)之 冷阴极管电源模组等。
压电超声马达
世界上最小的马达（电机）：重36mg，长5mm，直径 1mm，可作为人造心脏的驱动器。 原理：当给定子加上电之后，由于逆压电效应，定子表 面就会产生超声振动。由于定子和转子之间的摩擦力的 作用，转子也会跟着运动起来。 优点：结构简单、启动快、体积小、无电磁干扰。
压电陶瓷应用
压电打火机：压电打火机，就是应用了压电陶瓷的压电 效应制成的。只要用大拇指压一下打火机上的按钮，使 一根钢柱在压电陶瓷上施加机械力，压电陶瓷即产生高 电压，形成火花放电，从而点燃可燃气体。在这种打火 机中，采用直径为2.5毫米，高度为4毫米的压电陶瓷， 就可得到10～20千伏的高电压。当压电陶瓷把机械能转 换成电能放电时，陶瓷本身不会消耗，也几乎没有磨损， 可以长久使用下去，所以，压电打火机使用方便，安全 可靠，寿命长。