人工极化：是指在压电陶瓷上施加直流强电场进行极化，使陶瓷的各个晶粒内的自发极化方向将平均地取向于电场方向，使之具有近似于单晶的极性，并呈现出明显的压电效应。;2 压电陶瓷的性能参数;机械品质因素(mechanicalqualityfactor)
它表示在振动转换时，材料内部能量消耗的程度。机械品质因素越大，能量的损耗越小。
压电陶瓷具有压电性，即施加应力时能产生额外的电荷，其所产生的电荷与施加的应力成比例。
压电陶瓷的压电常数有压电应变常数、压电电压常数、压电应力常数以及压电劲度常数等。
反映压电陶瓷的弹性变量（即应力、应变）和电学变量(即电场、电位移)之间的关系的方程式，称为压电方程。;（4）机电耦合系数(electromechanicalcouplingfactor);3 压电陶瓷的生产工艺（以PZT陶瓷为例）;原料处理
原料的纯度是制备优良压电陶瓷的首要条件。通常来说，希望原料的纯度要高一些，特别是用量比较大的原料，如Pb3O4（或PbO）、ZrO2和TiO2等，若
以上原料经水洗去除一些水溶杂质后烘干，然后进行煅烧粉碎，通常希望颗粒度在2um以下。;（2）预烧
经过煅烧粉碎的原料混合配料后要进行预烧，其目的是为了使化学反应充分进行。
实验表明，如果预烧温度恰当，烧结温度可以在很宽的范围内波动，对致密度无显著影响，预烧温度如果偏低，烧成温度无论如何提高（或延长保温时间），也不能得到很高的致密度。此外，预烧温度和保温时间比较起来，预烧温度所起作用更为重要。
预烧过程一般需经过四个阶段：线~850℃）和晶粒生长（800~900℃以上）。;（3）成型和排塑
简单形状的制品通过模压法成型，不均匀截面的条形制品可以通过挤压法成型，薄板用流延法和轧膜法成型，大的圆环和更复杂的形状用注浆法成型。
成型之前需加入粘合剂（常用的粘合剂的配制质量比为：聚乙烯醇15%，甘油7%，酒精3%，蒸馏水75%；在90℃下搅拌溶化）。
成型后生坯中的粘合剂、水分等加温排去，称为排塑或排胶。通常排塑温度800~850℃，保温时间1小时左右。;（4）烧结
烧结温度范围主要是由化学组成决定的。低于烧结范围，制品的气孔率高、致密度低，压电性能也就差。如果超过烧结范围的上限，则由于出现过多液相，会发生粘连，或严重失铅，也会导致性能下降。此外，烧结温度过高会使晶粒过大，机械强度变差。
烧结过程中PbO的挥发对产品质量影响很大。由于PbO挥发，破坏了配方的化学组成，工艺上为了防止PbO挥发，通常采用密封法、埋入法、加气氛片法等措施加以解决。;（5）上电极
烧成的陶瓷经精修、清洁后，就可以被覆上电极。一般来说是将含银涂料（银浆）涂于制品表面，并在600~800℃下烧结，使银浆中的氧化银还原为银，并烧渗到陶瓷表面，形成牢固结合层。对于薄片，可以通过溅射或蒸发镀上一层镍铬或金作为电极。被上电极的产品便可进行人工极化处理。;（6）极化
压电陶瓷烧结后还需极化处理。这是因为刚烧结好的压电陶瓷电畴无规则取向，故整体不呈压电性，只有通过极化处理使电畴沿一特定方向极化后才显出压电性。
提高极化电场，极化温度以及延长极化时间有利于极化的充分进行。;4 压电陶瓷的应用;·1954年美国B.贾菲等人发现了PbZrO3-PbTiO3;压电陶瓷的应用领域;压电陶瓷应用（一）;压电陶瓷应用（二）;5 压电超声换能器的应用与发展;·目前压电超声的应用范围很广，且对超声测量精度、测量范围、超声功率以及器件的微小化程度的要求越来越高。超声换能器历来是各种超声应用的关键部件，国内外均大力研究，近年来取得了很多成就。;5.2压电超声换能器的种类压电超声换能器的种类很多：
按组成超声换能器的压电元件形状分为薄板形、圆片形、圆环形、圆管形、圆棒形、薄壳球形、压电薄膜等；
按压电转换方式分为发射型(电-声转换)、接收型(声-电转换)、发射-接收复合型等。;5.3 压电换能器的应用
压电换能器的应用十分广泛，它按应用的行业分为工业、农业、交通运输、生活、医疗及军事等；按实现的功能分为超声加工、超声清洗、超声探测、检测、监测、遥测、遥控等；按工作环境分为液体、固体、气体、生物体等；按性质分为功率超声、检测超声、超声成像等。;压电陶瓷变压器
压电变压器是利用极化后压电体的压电效应来实现电压输出的。其输入部分用正弦电压信号驱动，通过逆压电效应使其产生振动，振动波通过输入和输出部分的机械藕合到输出部分，输出部分再通过正压电效应产生电荷，实现压电体的电能-机械能-电能的两次变换，在压电变压器的谐振频率下获得最高输出电压。
与电磁变压器相比，这具有体积小，质量轻，功率密度高，效率高，耐击穿，耐高温，不怕燃烧，无电磁干扰和电磁噪声，且结构简单、便于制作、易批量生产，在某些领域成为电磁变压器的理想替代元件等优点。此类变压器用于开关转换器、笔记本电脑、氖灯驱动器等。;（2）超声马达
超声马达是把定子作为换能器，利用压电晶体的逆压电效应让马达定子处于超声频率的振动，然后靠定子和转子间的摩擦力来传递能量，带动转子转动。
超声马达体积小，力矩大，分辨率高，结构简单，直接驱动，无制动机构，无轴承机构，这些优点有益于装置的小型化。它们广泛应用于光学仪器、激光、半导体微电子工艺、精密机械与仪器、机器人、医学与生物工程领域。;(3)超声波清洗
超声清洗的机理是利用超声波在清洗液中传播时的空化、辐射压、声流等物理效应，对清洗件上的污物产生的机械起剥落作用，同时能促进清洗液与污物发生化学反应，达到清洗物件的目的。
清洗所用的频率根据清洗物的大小和目的可选用10~500kHz，一般多为20~50kHz。随着频率的增加，可采用郎之万振子、纵向振子、厚度振子等。
超声清洗在各种工业、农业、家用设备、电子、汽车、橡胶、印刷、飞机、食品、医院和医学研究等行业得到了越来越广泛的应用。;(4)超声焊接
超声焊接有超声金属焊接和超声塑料焊接两大类。其中超声塑料焊接技术已获得较为普遍的应用。它是利用换能器产生的超声振动，通过上焊件把超声振动能量传送到焊区。由于焊区即两焊件交界处声阻大，所以会产生局部高温使塑料熔化，在接触压力的作用下完成焊接工作。
超声塑料焊接可方便焊接其他焊接法无法焊接的部位，另外，还节约了塑料制品昂贵的模具费，缩短了加工时间，提高了生产效率，有经济、快速和可靠等特点。;(5)超声加工
把微细磨料随超声加工工具一起以一定静压力加在工件上，就能加工出与工具相同的形状。超声工具使工件表面的磨料以相当大的冲击力连续冲击，破坏超声辐射部位，使材料破碎而达到去除材料的目的。
超声加工主要应用于宝石、玉器、大理石、玛瑙、硬质合金等脆硬材料的加工以及异型孔和细深孔的加工。此外，在普通切削工具上加超声波振动时，也可起到提高精度和效率的作用。;（6）超声减肥
·利用超声波的空化效应和微机械振动，将人体表皮下多余的脂肪细胞破碎、乳化后排出体外，达到减肥、塑形的目的。这是国际上90年代发展起来的一项新技术。意大利的Zocchi首次将超声去脂用于临床，并获得成功，为整形、美容开创了先河。近10年来超声去脂技术在国内外得以迅速发展。
·对植物种子进行适当频率和强度的超声波照射，可提高种子的发芽率，降低霉烂率，促进种子的生长，提高植物生长速度。据资料介绍，超声波可使某些植物种子生长速度提高2~3倍。;（8）电子血压计
·利用压电换能器接收血管的压力，当气囊加压紧压血管时，因外加压力高于血管舒张压力，压电换能器感受不到血管的压力；而当气囊逐渐泄气，压电换能器对血管的压力随之减小到某一数值时，二者的压力达到平衡，此时压电换能器就能感受到血管的压力，该压力即为心脏的收缩压，通过放大器发出指示信号，给出血压值。电子血压计由于取消了听诊器，可减轻医务人员的劳动强度。
·在有毒、放射性等恶劣环境中，人们不能接近工作，需要远地控制；电视机，电风扇以及电灯等电器开关需要遥控，都可装上压电超声换能器，通过远地发射超声波由装在需要控制系统上的接收换能器所接收，把声信号转变成电信号使开关动作。;(10)交通监测
如交通监理站安装一个收发兼用的超声换能器及其附属设备，当车辆通过时就有一个声脉冲返回，通过计数累计可得到日行车辆的数量。
给汽车尾部装一个收发两用的换能器，可防止倒车相撞事故发生。在公路上安装接收型压电超声换能器还可以监测噪声指数。
· 超声测距装置又叫声尺。它是通过收发两用的换能器，测量脉冲时间间隔。目前的声尺可测10m以内的距离，精度可达千分之几。;(12)检漏及气体流量检测
对于压力系统，在泄漏处，由于压力容器的内外压差造成射流噪声。这种噪声频谱极宽。对于非压力系统，可在密闭系统内安放一个超声源，然后从密闭系统外部接收。一般未泄漏时测到的信号幅度极小或没有，在泄漏处信号幅度有突然增大的趋势。
气体流量检测也是化工中的重要手段之一。流量检测目前有多种方法，如浮子流量计等。但超声法主要优点是不妨碍流体的流动。
·智能机器人要实现在空间自由行走、辨认物体等功能，不仅要用超声换能器测距导盲，而且要成像辨识。所以，需要小型的超声换能器阵，以实现多种功能，这方面将成为一项重要的研究课题，吸引着众多的科学家为之奋斗。;5.5压电超声换能器的最新发展;（2）低压驱动换能器
许多谐振超声装置如超声马达和大功率换能器需产生大的振幅。锆钛酸铅(PZT)是广泛应用的电声转化材料。在20kHz时，PZT在400kV/m的电场中，在共振条件下产生的振幅要达到微米级，需2000V的电压，5mm厚的压电陶瓷环。
在某些情况下(航空航天，便携式装置)，使用高压是一种缺陷。此时，大振幅的超声频率必须用低压驱动。减小多层陶瓷的电极间的距离可解决这个问题。因为当场强一定时，极间距越小，所需电压也越小。;（3）高频换能器;（4）压电薄膜换能器
· 超声成像装置的图像分辨率受到超声换能器频率的限制。因此，提高超声图像的分辨率己成为超声成像技术研究的方向之一。压电薄膜制成的换能器具有良好的脉冲响应，用于超声成像可获得高分辨率的图像。;（6）换能器的集成化
·集成包括器件的集成以及器件与电路的集成。电磁变压器体积大，并产生电磁噪声，而用压电变压器则无此缺点。集成还有利于减小回路中的寄生电感和电容。
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