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压电陶瓷的原理是:一种陶瓷材料有压电效应,即受到外界施加的压力后材料自身就会产生电荷的累积,即由压力产生电荷的现象就叫压电效应。从而可以通过电荷的变化来感应压力的变化,最普遍的应用为B超,声纳等。
另外压电陶瓷还有逆压电效应,即在有外加电场的作用下,自身材料会产生微小形变,因此通过这个特性也将压电陶瓷做成微位移制动器,超声压电陶瓷,实现微小位移的精准控制。
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根据不同的依据,超声焊接压电陶瓷,目前各种非铅系压电铁电陶瓷体系划分略有不同。综合各种分类做如下归纳。钙钛矿结构钙钛矿结构名字来源于CaTiO3这种矿物的结构,其化学通式为ABO3,许多重要的压电陶瓷(包括铅系和非铅系的陶瓷)都是以钙钛矿结构存在。
主要包括钛酸钡( BaTiO3 )基(BT基)无铅压电陶瓷、钛酸铋钠[(Bi0. 5Na0. 5 )TiO3]基(BNT基)无铅压电陶瓷和碱金属铌酸钾钠[(K,Na)NbO3]基(KNN基)无铅压电陶瓷。钨青铜结构此类晶体结构与钙钛矿结构类似(故在体系划分时有时并不单独列出)。
主要包括以铌酸锶钡(Sr1-xBaxNb2O6)系和铌酸钡钠(NaBa2Nb5O15)系为代表的无铅压电陶瓷。铋层状结构此类压电陶瓷为具有层状结构的化合物,是由铋层状结构化合物层和钙钛矿结构的晶格层穿插交叠而成。
主要包括以钛酸铋(Bi4Ti3O12)、钛酸铋钙(CaBi4Ti4O15)和钛酸铋锶(SrBi4Ti4O15)为代表的铋层状结构无铅压电陶瓷。