压电陶瓷的成型主要目的是制好粒的料压结成所要求的预制尺寸的毛坯。排塑:目的是将制粒时加入的粘合剂从毛坯中除掉。烧结成瓷:将毛坯在高温下密封烧结成瓷。此环节相当重要。
压电陶瓷的外形加工:将烧好的制品磨加工到所需要的成品尺寸。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。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。
压电陶瓷的老化测试,一般情况其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。压电陶瓷的制造特点是在直流电场下对铁电陶瓷进行极化处理,使之具有压电效应。一般极化电场为3~5kV/mm,温度100~150°C,时间5~20min。这三者是影响极化效果的主要因素。性能较好的压电陶瓷,如锆钛酸铅系陶瓷,其机电偶合系数可高达0.313~0.694。
压电陶瓷的主要用途
1、声音转换器声音转换器是常见的应用之一。像拾音器、传声器、耳机、蜂鸣器、超声波探深仪、声纳、材料的超声波探伤仪等都可以用压电陶瓷做声音转换器。如儿童玩具上的蜂鸣器是电流通过压电陶瓷的逆压电效应产生振动,而发出人耳可以听得到的声音。压电陶瓷通过电子线路的控制,可产生不同频率的振动,从而发出各种不同的声音。例如电子音乐贺卡,是通过逆压电效应把交流音频电信号转换为声音信号。
2、压电引爆器 自从一次世界大战中英军发明了坦克,并在法国索姆河的战斗中使用而重创了德军后,坦克在多次战斗中大显身手。然而到了20世纪六七十年代,由于反坦克武器的发明,坦克失去了昔日的辉煌。反坦克炮发射出的穿甲弹接触坦克,会马上爆炸,把坦克炸得粉碎。这是因为弹头上装有压电陶瓷,它能把相碰时的强大机械力转变为瞬间高电压,爆发火花而引爆炸药。
3、压电打火机 煤气灶上用的一种新式电子打火机,是利用压电陶瓷制成的。只要用手指压一下打火按钮,打火机上的压电陶瓷能产生高电压,形成电火花而点燃煤气,可以长久使用。所以压电打火机不仅使用方便,安全可靠,而且寿命长,例如一种钛铅酸铅压电陶瓷制成的打火机可使用100万次以上。
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