压电铁电材料在信息的检测、转换、处理、显示和存储等方面具有广泛的应用,是一类重要的高技术功能材料.目前所使用的压电铁电陶瓷材料体系,绝大多数是铅基压电陶瓷体系,如PbTiO3、
Pb(T,iZr)O3(PZT)压电陶瓷体系,或以PZT为基加入ABO3复合钙钛矿铁电体作为第三组元构成的多元系压电陶瓷体系.在这些陶瓷材料中,氧化铅约占原料总质量的70%.氧
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压电铁电材料在信息的检测、转换、处理、显示和存储等方面具有广泛的应用,是一类重要的高技术功能材料.目前所使用的压电铁电陶瓷材料体系,绝大多数是铅基压电陶瓷体系,如PbTiO3、
Pb(T,iZr)O3(PZT)压电陶瓷体系,或以PZT为基加入ABO3复合钙钛矿铁电体作为第三组元构成的多元系压电陶瓷体系.在这些陶瓷材料中,氧化铅约占原料总质量的70%.氧化铅的强毒性以及在烧结过程中的高挥发性,使铅基陶瓷在制备、使用及废弃后处理过程中对生态环境及人类造成严重危害.显然,铅基压电陶瓷的使用是与人类社会可持续发展战略背道而弛的,铅污染已经成为人类/公害0之一.为了保持人类社会和生态环境的协调发展,欧盟、日本等和地区已经立法禁止使用含铅的电子材料.尽管基于无铅压电陶瓷性能还无法取代铅基陶瓷的现状,而暂时将铅基压电陶瓷豁免于相关的法令法规之外,但相关和地区已经未雨绸缪,投入大量的人力和财力研究开发无铅压电陶瓷.我国是压电材料元器件的生产和出口大国,因此研究和开发无铅压电陶瓷是一项具有重大社会和经济意义的课题.
近年来,无铅压电陶瓷新体系的构建、压电铁电性能的强化以及相变机制的研究取得了长足的进步,这为无铅压电陶瓷的实用化奠定了实践和理论基础.对于BNT基及KNN基陶瓷来说,经过细致的组分筛选,可以获得退极化温度高、压电性能优良且温度稳定性好的陶瓷配方,以用于制作换能器、传感器等器件.表9列出了部分无铅压电陶瓷器件.由表9可知,选取合适的材料参数,可以获得性能良好的无铅器件;部分无铅压电陶瓷器件具有可比拟于铅基器件的性能,在一些中低端领域有潜在的实用性.7 研究展望近年来,无铅压电陶瓷的研究和开发取得了长足进步,获得了一些性能良好的无铅压电陶瓷体系,部分配方在某些领域具有了一定的实用化前景.相
比于铅基PZT陶瓷,无铅压电陶瓷在晶体结构、电子
结构以及相变特性等方面具有自身的特点.
8.
超导陶瓷：
所谓超导现象，
是指在某一临界温度下物体电阻为零的现象。利用超导现象可以用来作为电力输送与超导磁铁之用，虽然许多物质在接近0K的温度有超导性，但陶瓷超导体的临界温度极高，在液态氮冷却的情况下就可以呈现超导现象，大幅降低冷却成本，是像的超导材料。由于没有直接从输出的电压信号取得采样，前后级之间会产生跟随误差，精度不可能很高。
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超导陶瓷：
所谓超导现象，是指在某一临界温度下物体电阻为零的现象。利用超导现象可以用来作为电力输送与超导磁铁之用，虽然许多物质在接近0K的温度有超导性，但陶瓷超导体的临界温度极高，在液态氮冷却的情况下就可以呈现超导现象，大幅降低冷却成本，是像的超导材料。52)O3陶瓷d33仅为223pC/N,而在La,Nb等施主掺杂改性后,其d33升高至274~710pC/N,从而满足实际应用的要求。
利用常规双压电晶片元件振动器的弯曲振动，在频率高于75kHz的情况下，是不可能达到此目的的。所以，在高频率探测中，必须使用垂直厚度振动模式的压电陶瓷。在这种情况下，压电陶瓷的声阻抗与空气的匹配就变得十分重要。压电陶瓷的声阻抗为2.6×107kg/m2s，而空气的声阻抗为4.3×102kg/m2s。5个幂的差异会导致在压电陶瓷振动辐射表面上的大量损失。一种特殊材料粘附在压电陶瓷上，作为声匹配层，可实现与空气的声阻抗相匹配。这种结构可以使超声波传感器在高达数百kHz频率的情况下，仍然能够正常工作。HpAWK系列产品还拥有灵活多变的工作方式（供电电源可为12VDC、24VDC、110VAC、220VAC。
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