高温度稳定电致应变的无铅压电陶瓷材料及其制备方法前言三元无铅BNT-BKT-BZ压电陶瓷是一种具有热稳定和高EFIS特性的新型压电陶瓷材料。本文将从材料的组成、制备工艺、热稳定性和EFIS特性等方面进行阐述,一、材料组成和制备工艺三元无铅BNT-BKT-BZ压电陶瓷是由铋钠钛酸钡、钛酸钾钡和钛酸铋锆等多种化合物组成的。
该材料的制备工艺一般包括固相反应法和溶胶-凝胶法两种。固相反应法的制备过程相对简单,但存在制备时间长、温度高、容易引起二次相分离等缺点。而溶胶-凝胶法具有制备时间短、温度低、易于控制材料成分和结构等优点。因此,溶胶-凝胶法被广泛应用于制备三元无铅BNT-BKT-BZ压电陶瓷材料。二、热稳定性高温稳定性是压电陶瓷材料的一个重要指标,对于其应用范围和使用寿命有着至关重要的影响。
1、什么是压电材料
压电式传感器piezoelectrictypetransducer基于压电效应的传感器。是一种自发电式和机电转换式传感器。它的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷。此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。压电式传感器用于测量力和能变换为力的非电物理量,如压力、加速度等(见压电式压力传感器、加速度计)。
2、压电效应的压电材料
压电材料会有压电效应是因晶格内原子间特殊排列方式,使得材料有应力场与电场耦合的效应。根据材料的种类,压电材料可以分成压电单晶体、压电多晶体(压电陶瓷)、压电聚合物和压电复合材料四种。根据具体的材料形态,则可以分为压电体材料和压电薄膜两大类。压电复合材料是有两种或多种材料复合而成的压电材料。常见的压电复合材料为压电陶瓷和聚合物(例如聚偏氟乙烯活环氧树脂)的两相复合材料。
3、常用的压电材料有那些
第一类是无机压电材料,分为压电晶体和压电陶瓷,压电晶体一般是指压电单晶体;压电陶瓷则泛指压电多晶体。压电陶瓷是指用必要成份的原料进行混合、成型、高温烧结,由粉粒之间的固相反应和烧结过程而获得的微细晶粒无规则集合而成的多晶体,具有压电性的陶瓷称压电陶瓷,实际上也是铁电陶瓷。在这种陶瓷的晶粒之中存在铁电畴,铁电畴由自发极化方向反向平行的180畴和自发极化方向互相垂直的90畴组成,这些电畴在人工极化(施加强直流电场)条件下,自发极化依外电场方向充分排列并在撤消外电场后保持剩余极化强度,因此具有宏观压电性。