电介质陶瓷课件

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1、电介质陶瓷PPT课件电介质陶瓷电介质陶瓷电介质陶瓷PPT课件一、相关概念一、相关概念 电介质在电场下的极化电介质在电场下的极化 介电常数介电常数 介电常数的温度系数介电常数的温度系数 介质损耗介质损耗电介质陶瓷PPT课件0E+E0E0内E00内EEE导体内电场强度导体内电场强度外电场强度外电场强度感应电荷电场强度感应电荷电场强度电介质陶瓷PPT课件 静电平衡静电平衡：当导体中的电荷不动，从而使导体内部电场分：当导体中的电荷不动，从而使导体内部电场分布不随时间变化，则称此时的导体达到了静电平衡。布不随时间变化，则称此时的导体达到了静电平衡。+ +neeEldAB表面Ene静电平衡条件：静电平衡条

2、件：（1 1）导体内部任何一点处的电场强度为零；）导体内部任何一点处的电场强度为零；（2 2）导体表面处的电场强度的方向）导体表面处的电场强度的方向, ,都与导体表面垂直都与导体表面垂直. .即：0内E和其中其中 为导体表面的法向矢量为导体表面的法向矢量ne电介质陶瓷PPT课件+E+金属球放入后电力线发生弯曲金属球放入后电力线发生弯曲 电场为一非均匀场电场为一非均匀场0内E电介质陶瓷PPT课件尖端放电现象尖端放电现象+EE;,0E注意注意 导体表面电荷分布与导体形状以及周围环境有关导体表面电荷分布与导体形状以及周围环境有关. .电介质陶瓷PPT课件带电导体尖端附近电场最强带电导体尖端附近电场最

3、强 带电导体尖端附近的电场特带电导体尖端附近的电场特别大，可使尖端附近的空气发生别大，可使尖端附近的空气发生电离而成为导体产生放电现象，电离而成为导体产生放电现象，即即尖端放电尖端放电 . 尖端放电现象尖端放电现象 E 尖端放电会损耗电能尖端放电会损耗电能, 还会干扰精密测量和对通讯产还会干扰精密测量和对通讯产生危害。生危害。 然而尖端放电也有很广泛的应用，如目前尖端然而尖端放电也有很广泛的应用，如目前尖端放电及相应的静电技术已应用到控制作物的生长、农产品放电及相应的静电技术已应用到控制作物的生长、农产品的保鲜和贮存等。的保鲜和贮存等。尖端放电现象的尖端放电现象的利利与与弊弊0E电介质陶瓷PP

4、T课件静电场对介质的作用静电场对介质的作用一、电介质的极化一、电介质的极化电介质：指在通常条件下导电性能极差的物质（相对导电性好的导电介质：指在通常条件下导电性能极差的物质（相对导电性好的导体而言，电介质就是绝缘介质，通常称为绝缘体体而言，电介质就是绝缘介质，通常称为绝缘体, 。禁带宽度高达禁带宽度高达45ev(半导体半导体1ev) 从介质内部的结构来分，可分为极性分子电介质和非极性分从介质内部的结构来分，可分为极性分子电介质和非极性分子电介质两类。子电介质两类。极性分子电介质：极性分子电介质：分子中的正负电荷中心不重合，每一分子可视分子中的正负电荷中心不重合，每一分子可视为一个等效的电偶极子

5、，即每一分子都具有固定的电偶极矩。为一个等效的电偶极子，即每一分子都具有固定的电偶极矩。非极性分子电介质：非极性分子电介质：在介质内部，分子在介质内部，分子中的正负电荷中心中的正负电荷中心重合，即每一分子重合，即每一分子不存在等效的电偶不存在等效的电偶极矩极矩cm810电介质陶瓷PPT课件epep0E对于极性分子电介质的内部机制，如图所示：对于极性分子电介质的内部机制，如图所示：无外场时有外电场时电介质陶瓷PPT课件0E+-对于非极性分子电介质的内部机制，如图所示：对于非极性分子电介质的内部机制，如图所示：无外场时有外电场时ep 电介质在外电场的作用下，介质内部的正、负电荷总量依然电介质在外电

6、场的作用下，介质内部的正、负电荷总量依然相等，表现为中性。但在介质外表面上却出现了只有正电荷或负相等，表现为中性。但在介质外表面上却出现了只有正电荷或负电荷的电荷层，由于这种电荷并不能象导体中的自由电荷那样可电荷的电荷层，由于这种电荷并不能象导体中的自由电荷那样可以用传导的方式引走，因此称之为以用传导的方式引走，因此称之为极化电荷极化电荷或或束缚电荷束缚电荷。图中的图中的 为感应电偶极矩为感应电偶极矩ep电介质陶瓷PPT课件 在外电场作用下，电介质表面出现极化电荷的现象称为在外电场作用下，电介质表面出现极化电荷的现象称为电电介质的极化。介质的极化。电极化强度电极化强度：单位体积内分子电偶极矩的

7、矢量和。：单位体积内分子电偶极矩的矢量和。 如用如用 表示电极化强度矢量，表示电极化强度矢量， 表示电介质中某一体积表示电介质中某一体积V内内某分子（第某分子（第i个分子）的电偶极矩，则可列成：个分子）的电偶极矩，则可列成：PipVpPii(445)如令如令 ，即得电介质中某一点的电极化强度：，即得电介质中某一点的电极化强度：0VVpPiiVlim0（446）电极化强度的单位为：库仑电极化强度的单位为：库仑米米-2（记作（记作C m-2）电介质陶瓷PPT课件 实验表明，对于各向同性的电介质，其中每一点的电极化强实验表明，对于各向同性的电介质，其中每一点的电极化强度度 与该点的电场强度与该点的电

8、场强度 成正比，且方向相同，可表示为：成正比，且方向相同，可表示为：PEExPe0其中，其中， 称为电极化率称为电极化率，它为一个由电介质材料决定的常量。，它为一个由电介质材料决定的常量。ex+-0ES lEEEE00EipP电介质陶瓷PPT课件电介质极化电介质极化电子极化电子极化离子极化离子极化转向计划转向计划正负离子发生相对位移产生正负离子发生相对位移产生电偶极聚电偶极聚304reR为原子半径i一般为e的25倍有永久偶极矩，通过转向与电场有永久偶极矩，通过转向与电场取向一致取向一致+极化极化电介质陶瓷PPT课件平行板电容器两极板间充满电介质时，电容器的电容为：平行板电容器两极板间充满电介质

9、时，电容器的电容为：dSUUqCrBA0 由此比较可得，平行板电容器两极板间没有电介质和充满由此比较可得，平行板电容器两极板间没有电介质和充满电介质时，电场与电场、电容与电容之间的关系为：电介质时，电场与电场、电容与电容之间的关系为：01EEr0CCr11erx其中：其中：（459）dSC00可见，平行板电容器的电容只与自身的几何尺寸与电介质材料有关。可见，平行板电容器的电容只与自身的几何尺寸与电介质材料有关。00qqqp电介质陶瓷PPT课件两极间为真空时此球形电容器的电容两极间为真空时此球形电容器的电容1221021004)11(4RRRRRRqqUUqCBA当两极间充满相对介电常数为当两极

10、间充满相对介电常数为 的电介质时的电容：的电介质时的电容：r122104RRRRCr00qqqp对于多相电介质，如果各方向与电场平行，则多相电介质的介对于多相电介质，如果各方向与电场平行，则多相电介质的介电常数可表示为：电常数可表示为：nnmVVV 22111如果各方向与电场垂直，则多相电介质的介电常数可表示为：如果各方向与电场垂直，则多相电介质的介电常数可表示为：nnmVVV 2211电介质陶瓷PPT课件介电常数的温度系数介电常数的温度系数Tk介质损耗介质损耗介电常数是温度的函数。根据介电常数与温度的关系可将介电常数是温度的函数。根据介电常数与温度的关系可将电子陶瓷分为三类：电子陶瓷分为三类

11、：铁电陶瓷：铁电陶瓷：介电常数与温度呈强烈的非线性关系介电常数与温度呈强烈的非线性关系非铁电陶瓷：非铁电陶瓷：介电常数与温度呈强烈的非线性关系介电常数与温度呈强烈的非线性关系反铁电陶瓷反铁电陶瓷dTdTk01描述介电常数温度特性的参量描述介电常数温度特性的参量电能电能转化转化热能热能单位时间内因发热而消耗的能量称为电介质的损耗。单位时间内因发热而消耗的能量称为电介质的损耗。漏导损耗（用电介质漏导损耗（用电介质的损耗因数的损耗因数F决定）决定）极化损耗极化损耗电介质陶瓷PPT课件电绝缘陶瓷电绝缘陶瓷 基本要求：基本要求： 1、高体电阻率、高体电阻率 2、低介电常数、低介电常数 3、介质损耗小、介

12、质损耗小 4、机械强度高、机械强度高 5、化学稳定性好、化学稳定性好电介质陶瓷PPT课件分类 氧化物氧化物 非氧化物非氧化物电介质陶瓷PPT课件氧化物氧化物 氧化铝氧化铝 氧化镁氧化镁电介质陶瓷PPT课件非氧化物非氧化物 氮化物氮化物电介质陶瓷PPT课件多元系统陶瓷多元系统陶瓷 高铝瓷（氧化铝高铝瓷（氧化铝氧化硅系）氧化硅系）99、95、75瓷瓷 镁质瓷（氧化镁镁质瓷（氧化镁氧化铝氧化铝氧化硅系）氧化硅系）电介质陶瓷PPT课件电容器陶瓷电容器陶瓷 当代电子技术向着高频方向发展，只有陶当代电子技术向着高频方向发展，只有陶瓷电容器才能在千兆赫以上频率范围内有瓷电容器才能在千兆赫以上频率范围内有效地

13、发挥作用。效地发挥作用。 温度补偿电容器，可保证在环境温度变化温度补偿电容器，可保证在环境温度变化的情况下，也能正常工作。近年来，电子的情况下，也能正常工作。近年来，电子元件朝着轻薄和小型化发展，对电容器的元件朝着轻薄和小型化发展，对电容器的要求则为增加电容器每单位体积的电容量，要求则为增加电容器每单位体积的电容量，多层陶瓷电容器以大容量、小体积而适应多层陶瓷电容器以大容量、小体积而适应了这一趋势。了这一趋势。电介质陶瓷PPT课件分类分类电介质陶瓷PPT课件非铁电类非铁电类 尽可能高的介电常数尽可能高的介电常数 损耗角正切要小损耗角正切要小 比体积电阻要高比体积电阻要高 高介电强度高介电强度,

14、避免意外击穿避免意外击穿 在高频、高温高压及其他恶劣环境中工作在高频、高温高压及其他恶劣环境中工作可靠，有良好的化学稳定性可靠，有良好的化学稳定性电介质陶瓷PPT课件非铁电类陶瓷材料非铁电类陶瓷材料 非铁电类陶瓷材料包括金红石基、钛酸盐非铁电类陶瓷材料包括金红石基、钛酸盐基、锡酸盐基和铌酸盐基陶瓷材料：金红基、锡酸盐基和铌酸盐基陶瓷材料：金红石基材料可制成高频温度（热）补偿型陶石基材料可制成高频温度（热）补偿型陶瓷电容器；钛酸盐基材料包括钛酸钙、钛瓷电容器；钛酸盐基材料包括钛酸钙、钛酸镁陶瓷材料；锡酸盐基材料包括锡酸钙、酸镁陶瓷材料；锡酸盐基材料包括锡酸钙、锡酸钡、锡酸锶等陶瓷材料；铌酸盐材料

15、锡酸钡、锡酸锶等陶瓷材料；铌酸盐材料包括铌铋镁系和铌铋锌系等陶瓷材料。包括铌铋镁系和铌铋锌系等陶瓷材料。电介质陶瓷PPT课件铁电类陶瓷材料铁电类陶瓷材料 铁电类陶瓷材料中铁电类陶瓷材料中3小分类是：小分类是： 铁电体，主要有钙钛矿系材料的钛酸钡陶铁电体，主要有钙钛矿系材料的钛酸钡陶瓷或以钛酸钡为基的固溶体。另外，钛酸瓷或以钛酸钡为基的固溶体。另外，钛酸锶也是铁电体材料；锶也是铁电体材料； 反铁电体，主要有锆酸铅或以锆酸铅为基反铁电体，主要有锆酸铅或以锆酸铅为基的固溶体、铌酸镧等；的固溶体、铌酸镧等； 驰豫型铁电体，包括钙钛矿系的铌镁酸铅、驰豫型铁电体，包括钙钛矿系的铌镁酸铅、铌锌酸铅等，它是目

16、前最有发展前途的电铌锌酸铅等，它是目前最有发展前途的电容器材料之一。容器材料之一。电介质陶瓷PPT课件 铁电晶体的一般特性：铁电晶体的一般特性：其最基本的特性为在某些温度范围会具有自发极化，而且其最基本的特性为在某些温度范围会具有自发极化，而且极化强度可以随外电场反向而反向，从而出现电滞回线。极化强度可以随外电场反向而反向，从而出现电滞回线。 自发极化：铁晶体管是电介质中一类特别重要的介晶体管。自发极化：铁晶体管是电介质中一类特别重要的介晶体管。电介质的特性是：他们以感应而非以传导的方式传播电的电介质的特性是：他们以感应而非以传导的方式传播电的作用与影响。按照这个意义来说，不能简单的认为电介质

17、作用与影响。按照这个意义来说，不能简单的认为电介质就是绝缘体。在电介质中起主要作用的是束缚着的电荷，就是绝缘体。在电介质中起主要作用的是束缚着的电荷，在电的作用下，他们以正、负电荷重心不重和的电极化方在电的作用下，他们以正、负电荷重心不重和的电极化方式传递和纪录电的影响。式传递和纪录电的影响。而而铁电晶体铁电晶体是是-即使没有即使没有外加电场，也可以显现出电偶极距的特性。因其每单位晶外加电场，也可以显现出电偶极距的特性。因其每单位晶胞带有电偶极矩，且其极化率与温度有关。胞带有电偶极矩，且其极化率与温度有关。 极化强度随场强呈非线性变化关系。极化强度随场强呈非线性变化关系。电介质陶瓷PPT课件自

18、发极化 在一定温度范围内、单位晶胞内正负电荷中心不重合，形成偶极矩，呈现象极性。这种在无外电场作用下存在的极化现象称为自发极化自发极化。当施加外界电场时，自发极化方向沿电场方向趋于一致；当外电场倒向，而且超过材料矫顽电场值时，自发极化随电场而反向；当电场移去后，陶瓷中保留的部分极化量，即剩余极化。自发极化与电场间存在着一定的滞后关系。它是表征铁电材料性质的必要条件。铁电陶瓷、压电陶瓷，如钛酸钡晶体BaTiO3等具有自发极化。利用材料的这种性质，可制作电子陶瓷，如电容器及敏感元器件。电介质陶瓷PPT课件 电滞回线电滞回线饱和极化强度饱和极化强度剩余极化强度剩余极化强度矫顽电场强度矫顽电场强度电介

19、质陶瓷PPT课件铁电晶体的分类：铁电晶体的分类： 现在发现，具有铁电性的晶体很多，但概括起现在发现，具有铁电性的晶体很多，但概括起来可以分为两大类：来可以分为两大类： a.a.一类以磷酸二氢钾一类以磷酸二氢钾 KHKH2 2PO4 -PO4 -简称简称KDP-KDP-为为代表，具有氢键，他们从顺电相过渡到铁电相代表，具有氢键，他们从顺电相过渡到铁电相是无序到有序的相变。以是无序到有序的相变。以KDPKDP为代表的氢键型铁为代表的氢键型铁电晶体，中子绕射的数据显示，在居里温度以电晶体，中子绕射的数据显示，在居里温度以上，质子沿氢键的分布是成对称沿展的形状。上，质子沿氢键的分布是成对称沿展的形状。

20、在低于居里温度时，质子的分布较集中且不对在低于居里温度时，质子的分布较集中且不对称于临近的离子，质子会较靠近氢键的一端。称于临近的离子，质子会较靠近氢键的一端。 电介质陶瓷PPT课件 b.另一类则以钛酸钡为代表，从顺电相到另一类则以钛酸钡为代表，从顺电相到铁电像的过渡是由于其中两个子晶格发生铁电像的过渡是由于其中两个子晶格发生相对位移。对于以为代表的钙钛矿型铁电相对位移。对于以为代表的钙钛矿型铁电体，绕射实验证明，自发极化的出现是由体，绕射实验证明，自发极化的出现是由于正离子的子晶格与负离子的子晶格发生于正离子的子晶格与负离子的子晶格发生相对位移。相对位移。电介质陶瓷PPT课件Ba2+O2-T

21、i4+电介质陶瓷PPT课件反铁电体 在一定在一定温度温度范围内相邻范围内相邻离子离子联线上的联线上的偶极子偶极子呈反平行排列，呈反平行排列，宏观上宏观上自发极化强度自发极化强度为零，无为零，无电滞回线电滞回线的的材料材料，称为反铁，称为反铁电体。电体。 在外电场、在外电场、热应力热应力诱导下反铁电相将向铁电相转变，诱导下反铁电相将向铁电相转变，呈现双电滞回线。呈现双电滞回线。 利用反铁电相利用反铁电相-铁电相的相变可作机铁电相的相变可作机-电电换能器换能器，储能，储能电容器应用。在红外探测、参量放大、高压发生等方面亦电容器应用。在红外探测、参量放大、高压发生等方面亦有应用的可能性。有应用的可能

22、性。 锆酸铅、铪酸铅、铌酸钠、锆酸铅、铪酸铅、铌酸钠、磷酸二氢铵磷酸二氢铵、碘酸铵碘酸铵及及三三氧化钨氧化钨等都是典型的反铁电材料。等都是典型的反铁电材料。电介质陶瓷PPT课件弛豫型铁电体弛豫型铁电体 弛豫铁电体就是从加电场到极化方向反转或重新弛豫铁电体就是从加电场到极化方向反转或重新定向有一段时间的材料定向有一段时间的材料 比如比如 新型弛豫铁电单晶新型弛豫铁电单晶铌镁酸铅铌镁酸铅(简称简称PMNT)或铌锌酸铅或铌锌酸铅(简称简称PZNT)是是一类新兴的功能材料，其在准同型相界附近具有一类新兴的功能材料，其在准同型相界附近具有优于传统压电陶瓷的较高的压电常数和电致伸缩优于传统压电陶瓷的较高的

23、压电常数和电致伸缩系数，可完全代替传统的压电陶瓷系数，可完全代替传统的压电陶瓷 具有优良的铁具有优良的铁电、压电、热释电、非线性光学性能的钨青铜结电、压电、热释电、非线性光学性能的钨青铜结构陶瓷是功能陶瓷领域的前沿研究方向之一。构陶瓷是功能陶瓷领域的前沿研究方向之一。 弛豫型铁电体弛豫型铁电体( relaxo r ferroelect rics, 简称简称RFE) 近近40 年来年来, 由于钙钛矿结构由于钙钛矿结构RFE 极大的介极大的介电常数、无滞后的电致伸缩系数和独特的微观极电常数、无滞后的电致伸缩系数和独特的微观极化机制化机制, 受到应用及理论研究者的广泛关注。受到应用及理论研究者的广泛

24、关注。 铌镁酸铅铌镁酸铅(Pb (Mg1/3Nb2/3)O 3, 简称简称PMN ) 是典型是典型钙钛矿结构钙钛矿结构RFE。电介质陶瓷PPT课件半导体类陶瓷电容器材料半导体类陶瓷电容器材料 半导体类陶瓷电容器材料中的还原氧化类，半导体类陶瓷电容器材料中的还原氧化类，是以钛酸钡为材料经还原、氧化等处理制是以钛酸钡为材料经还原、氧化等处理制成。晶界层类是以掺杂的钛酸钡或钛酸锶成。晶界层类是以掺杂的钛酸钡或钛酸锶涂覆金属氧化物、热处理等工艺而制成。涂覆金属氧化物、热处理等工艺而制成。用上述半导体材料制成多层陶瓷电容器，用上述半导体材料制成多层陶瓷电容器，将会使其体积更小、容量更大，这是今后将会使其

25、体积更小、容量更大，这是今后电容器发展的方向。另外，我们未将以往电容器发展的方向。另外，我们未将以往书刊中提到的阻挡层型半导体陶瓷电容器书刊中提到的阻挡层型半导体陶瓷电容器材料列入分类中，是因其性能不佳，现已材料列入分类中，是因其性能不佳，现已被淘汰。被淘汰。电介质陶瓷PPT课件压电陶瓷的结构与原理压电陶瓷的结构与原理 压电效应是在一八八压电效应是在一八八年由居礼兄弟年由居礼兄弟（Pierre Curie, 1859-1906 及及Jacques Curie, 1856-1941）二位研究人员，针对石二位研究人员，针对石英、闪锌矿、电气石等单晶体研究其在承英、闪锌矿、电气石等单晶体研究其在承受

26、压力时的反应所发现的。其后，又在钛受压力时的反应所发现的。其后，又在钛酸钡、钛酸铅、锆酸铅等多种陶瓷体上发酸钡、钛酸铅、锆酸铅等多种陶瓷体上发现类似现象。上述的陶瓷体在受到压力时，现类似现象。上述的陶瓷体在受到压力时，晶体结构产生电荷分布的偏极化，而在不晶体结构产生电荷分布的偏极化，而在不同端具有不同的表面电荷，这种现象称为同端具有不同的表面电荷，这种现象称为正压电效应，可应用在点火器、应力侦测正压电效应，可应用在点火器、应力侦测器、压电触摸开关等装置中。器、压电触摸开关等装置中。 电介质陶瓷PPT课件 若在压电陶瓷体上加以电位差，则可使陶若在压电陶瓷体上加以电位差，则可使陶瓷体产生变形，因而

27、将外加的电能转换成瓷体产生变形，因而将外加的电能转换成机械能，这种现象称为负压电效应。负压机械能，这种现象称为负压电效应。负压电效应可应用于超音波装置，如超音波洗电效应可应用于超音波装置，如超音波洗净器、鱼群侦测器、超音波诊断机及蜂鸣净器、鱼群侦测器、超音波诊断机及蜂鸣器，此外亦可应用于精密位移定位系统、器，此外亦可应用于精密位移定位系统、压电马达、喷墨打印机喷头等装置中。除压电马达、喷墨打印机喷头等装置中。除了上述的单一效应外，亦可将正、负效应了上述的单一效应外，亦可将正、负效应组合应用在滤波器、共振器及压电变压器组合应用在滤波器、共振器及压电变压器等装置上。等装置上。 电介质陶瓷PPT课件

28、概念概念 在无对称中心的晶体上施加一应力时，晶在无对称中心的晶体上施加一应力时，晶体发生与应力成比例的极化，导致晶体两体发生与应力成比例的极化，导致晶体两端表面出现符号相反的电荷；反之，当对端表面出现符号相反的电荷；反之，当对这类晶体施加一电场时，晶体将产生与电这类晶体施加一电场时，晶体将产生与电场强度成比例的应变。这两类效应都称为场强度成比例的应变。这两类效应都称为压电效应，前者称为正压电效应，后者称压电效应，前者称为正压电效应，后者称为逆压电效应。为逆压电效应。电介质陶瓷PPT课件电介质陶瓷PPT课件 从晶体结构看，属于钙钛矿、钨青铜型、含铋层从晶体结构看，属于钙钛矿、钨青铜型、含铋层结构

29、的陶瓷都具有压电性。但目前应用最广的压结构的陶瓷都具有压电性。但目前应用最广的压电陶瓷，如钛酸钡、钛酸铅、锆钛酸铅等都属于电陶瓷，如钛酸钡、钛酸铅、锆钛酸铅等都属于钙钛矿结构。钙钛矿结构。Ba, Pb, CaOTi电介质陶瓷PPT课件电介质陶瓷PPT课件 1880 年法国人居里兄弟发现了年法国人居里兄弟发现了“压电效应压电效应”。1942 年年,第一个压电陶瓷材料第一个压电陶瓷材料钛酸钡先后钛酸钡先后在美国、前苏联和日本制成。在美国、前苏联和日本制成。1947 年年,钛酸钡拾钛酸钡拾音器音器第一个压电陶瓷器件诞生了。上世纪第一个压电陶瓷器件诞生了。上世纪50 年代初年代初,又一种性能大大优于钛

30、酸钡的压电陶又一种性能大大优于钛酸钡的压电陶瓷材料瓷材料锆钛酸铅研制成功。从此锆钛酸铅研制成功。从此,压电陶瓷压电陶瓷的发展进入了新的阶段。的发展进入了新的阶段。60 年代到年代到70 年代年代,压电压电陶瓷不断改进陶瓷不断改进,逐趋完美。如用多种元素改进的锆逐趋完美。如用多种元素改进的锆钛酸铅二元系压电陶瓷钛酸铅二元系压电陶瓷,以锆钛酸铅为基础的三元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。这些材料性系、四元系压电陶瓷也都应运而生。这些材料性能优异能优异,制造简单制造简单,成本低廉成本低廉,应用广泛。应用广泛。发展过程发展过程电介质陶瓷PPT课件 利用压电陶瓷将外力转换成电能的特

31、性利用压电陶瓷将外力转换成电能的特性,可可以制造出压电点火器、移动以制造出压电点火器、移动X 光电源、炮光电源、炮弹引爆装置。用两个直径弹引爆装置。用两个直径3 毫米、高毫米、高5 毫米毫米的压电陶瓷柱取代普通的火石的压电陶瓷柱取代普通的火石,可以制成一可以制成一种可连续打火几万次的气体电子打火机。种可连续打火几万次的气体电子打火机。用压电陶瓷把电能转换成超声振动用压电陶瓷把电能转换成超声振动,可以用可以用来探寻水下鱼群的位置和形状来探寻水下鱼群的位置和形状,对金属进行对金属进行无损探伤无损探伤,以及超声清洗、超声医疗以及超声清洗、超声医疗,还可以还可以做成各种超声切割器、焊接装置及烙铁做成各

32、种超声切割器、焊接装置及烙铁,对对塑料甚至金属进行加工。塑料甚至金属进行加工。压电陶瓷的应用压电陶瓷的应用电介质陶瓷PPT课件 压电陶瓷对外力的敏感使它甚至可以感应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到十几米外飞虫拍打翅膀对空气的扰动,并并将极其微弱的机械振动转换成电信号。利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用压电陶瓷的这一特性,可应用于声纳系统、可应用于声纳系统、气象探测、遥测环境保护、家用电器等方气象探测、遥测环境保护、家用电器等方面。面。电介质陶瓷PPT课件 如今压电陶瓷已经被科学家应用到国防建如今压电陶瓷已经被科学家应用到国防建设

33、、科学研究、工业生产以及和人民生活设、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密切相关的许多领域中,成为信息时代的多成为信息时代的多面手。在航天领域面手。在航天领域,压电陶瓷制作的压电陀压电陶瓷制作的压电陀螺螺,是在太空中飞行的航天器、人造卫星的是在太空中飞行的航天器、人造卫星的“舵舵”。依靠。依靠“舵舵”,航天器和人造卫星航天器和人造卫星,才才能保证其既定的方位和航线。传统的机械能保证其既定的方位和航线。传统的机械陀螺陀螺,寿命短寿命短,精度差精度差,灵敏度也低灵敏度也低,不能很好不能很好满足航天器和卫星系统的要求。而小巧玲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

34、珑的压电陀螺灵敏度高,可靠性好。可靠性好。电介质陶瓷PPT课件 在潜入深海的潜艇上在潜入深海的潜艇上,都装有人称水下侦察都装有人称水下侦察兵的声纳系统。它是水下导航、通讯、侦兵的声纳系统。它是水下导航、通讯、侦察敌舰、清扫敌布水雷的不可缺少的设备察敌舰、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也是开发海洋资源的有力工具,它可以探测它可以探测鱼群、勘查海底地形地貌等。在这种声纳鱼群、勘查海底地形地貌等。在这种声纳系统中系统中,有一双明亮的有一双明亮的“眼睛眼睛”压电压电陶瓷水声换能器。当水声换能器发射出的陶瓷水声换能器。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声信

35、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这个反射信号被另一个接收型水声换能器所接收所接收,于是于是,就发现了目标。目前就发现了目标。目前,压电陶瓷压电陶瓷是制作水声换能器的最佳材料之一。是制作水声换能器的最佳材料之一。电介质陶瓷PPT课件 在医学上在医学上,医生将压电陶瓷探头放在人体的医生将压电陶瓷探头放在人体的检查部位检查部位,通电后发出超声波通电后发出超声波,传到人体碰到传到人体碰到人体的组织后产生回波人体的组织后产生回波,然后把这回波接收然后把这回波接收下来下来,显示在荧光屏上显示在荧光屏上,医生便能了解人体内医生便能了解人体内部状况。部状况。电介质陶瓷PP

36、T课件 在工业上在工业上,地质探测仪里有压电陶瓷元件地质探测仪里有压电陶瓷元件,用用它可以判断地层的地质状况它可以判断地层的地质状况,查明地下矿藏。查明地下矿藏。还有电视机里的变压器还有电视机里的变压器电压陶瓷变电压陶瓷变压器压器,它体积变小、重量减轻它体积变小、重量减轻,效率可达效率可达60 %80 % ,能耐住能耐住3 万伏的高压万伏的高压,使电压保持使电压保持稳定稳定,完全消除了电视图像模糊变形的缺陷。完全消除了电视图像模糊变形的缺陷。现在国外生产的电视机大都采用了压电陶现在国外生产的电视机大都采用了压电陶瓷变压器。一只瓷变压器。一只15 英寸的显像管英寸的显像管,使用使用75 毫米长的

37、压电陶瓷变压器就行了。这样就毫米长的压电陶瓷变压器就行了。这样就使电视机体积变小、重量减轻了。使电视机体积变小、重量减轻了。电介质陶瓷PPT课件 压电陶瓷也广泛用于日常生活中。用两个压电陶瓷也广泛用于日常生活中。用两个直径直径3 毫米、高毫米、高5 毫米的压电陶瓷柱取代普毫米的压电陶瓷柱取代普通的火石制成的气体电子打火机通的火石制成的气体电子打火机,可连续打可连续打火几万次。利用同一原理制成的电子点火火几万次。利用同一原理制成的电子点火枪是点燃煤气炉极好的用具。还有一种用枪是点燃煤气炉极好的用具。还有一种用压电陶瓷元件制作的儿童玩具压电陶瓷元件制作的儿童玩具,比如在玩具比如在玩具小狗的肚子中安

38、装压电陶瓷制作的蜂鸣器小狗的肚子中安装压电陶瓷制作的蜂鸣器,玩具就会发出逼真有趣的声音。玩具就会发出逼真有趣的声音。电介质陶瓷PPT课件电介质陶瓷PPT课件电介质陶瓷PPT课件代生活中被人们普遍用到代生活中被人们普遍用到的石英表、石英钟，走时的石英表、石英钟，走时准确，就是利用的具有压准确，就是利用的具有压电效应的石英晶体做成的。电效应的石英晶体做成的。石英表中用钮扣电池接入石英表中用钮扣电池接入电路给石英晶体提供变化电路给石英晶体提供变化的电场，使石英晶体产生的电场，使石英晶体产生高频振荡，高频振荡， 再利用一个叫再利用一个叫步进电动机的装置驱动时步进电动机的装置驱动时针、分针和秒针运动。针、分针和秒针运动。电介质陶瓷PPT课件电介质陶瓷PPT课件电介质陶瓷PPT课件电介质陶瓷PPT课件 电话耳机中利用逆压电效应使音频电讯号电话耳机中利用逆压电效应使音频电讯号转换成晶体的机械振动，再把这种振动传转换成晶体的机械振动，再把这种振动传给一块金属膜片，给一块金属膜片， 使它发出声来。这种电使它发出声来。这种电话成了数字电话，比普通电话效果好得多。话成了数字电话，比普通电话效果好得多。电介质陶瓷PPT课件STM控制原理控制原理电介质陶瓷PPT课件