压电材料最终版的资料共32页
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压电材料标准版资料
的不可控阻尼材料亦即在黏弹层上铺设一层压电材料,通过反馈 控制来主动调节压电层的轴向变形。
压电材料用于扬声器工作原理
材料性能评价：
高居里点： 磁石加热到一定温度时，原来的磁性就会消失。人们把这
个温度叫做“居里点”。 稳定性好：
耐酸，耐碱，耐空气氧化，硬度，强度等 介电常数、极化常数和转换效率
无机压电材料
压电晶体
如偏聚氟乙烯（PVDF） 压电晶体一般是指压电单晶体。例如水晶（石英晶体）、
压电材料用于智能结构震动控制：
例如：钛酸钡BT、锆钛酸镓铅P酸ZT、锂改、性锆锗钛酸酸铅锂、偏、铌酸锗铅酸、铌钛酸铅以钡及锂P铁BLN晶、改体性钛管酸铌铅P酸T等锂、钽酸锂等。
1955年，美国的B. 人们把这个温度叫做“居里点”。 如偏聚氟乙烯（PVDF） 磁石加热到一定温度时，原来的磁性就会消失。
复合压电材料 在有机聚合物基底材料中嵌入片状、棒状、杆状、或粉末 状压电材料
压电材料应用：
能量转换器 振动能和超声振动能-电能换能器，包括了电声换能器，
水声换能器和超声换能器。 传感器
压电式压力传感器和压电式加速度传感器。
驱动器应用 利用逆压电效应，将电能转变为机械能或机械运动。电
子束辐照共聚合物使压电材料产生大伸缩应变。
压电陶瓷 耐人酸们， 把耐这碱个，温耐度空叫气做氧“化居，里硬点度”，。强度等
人们把这个温度叫做“居里点”。
1880年，法国物理学家P. 压电陶瓷则泛指压电多晶体，也是铁电陶瓷。例如：钛酸 钡BT、锆钛酸铅PZT、改性锆钛酸铅、偏铌酸铅、铌酸铅 钡锂PBLN、改性钛酸铅PT等
有机压电材料：
压电聚合物 如偏聚氟乙烯（PVDF）
七十年代兴起的有机聚合物压电材料（PVDF）。
压电材料用于扬声器工作原理
材料性能评价：
高居里点： 磁石加热到一定温度时，原来的磁性就会消失。人们把这
个温度叫做“居里点”。 稳定性好：
耐酸，耐碱，耐空气氧化，硬度，强度等 介电常数、极化常数和转换效率
无机压电材料
压电晶体
如偏聚氟乙烯（PVDF） 压电晶体一般是指压电单晶体。例如水晶（石英晶体）、
压电材料用于智能结构震动控制：
例如：钛酸钡BT、锆钛酸镓铅P酸ZT、锂改、性锆锗钛酸酸铅锂、偏、铌酸锗铅酸、铌钛酸铅以钡及锂P铁BLN晶、改体性钛管酸铌铅P酸T等锂、钽酸锂等。
1955年，美国的B. 人们把这个温度叫做“居里点”。 如偏聚氟乙烯（PVDF） 磁石加热到一定温度时，原来的磁性就会消失。
复合压电材料 在有机聚合物基底材料中嵌入片状、棒状、杆状、或粉末 状压电材料
压电材料应用：
能量转换器 振动能和超声振动能-电能换能器，包括了电声换能器，
水声换能器和超声换能器。 传感器
压电式压力传感器和压电式加速度传感器。
驱动器应用 利用逆压电效应，将电能转变为机械能或机械运动。电
子束辐照共聚合物使压电材料产生大伸缩应变。
压电陶瓷 耐人酸们， 把耐这碱个，温耐度空叫气做氧“化居，里硬点度”，。强度等
人们把这个温度叫做“居里点”。
1880年，法国物理学家P. 压电陶瓷则泛指压电多晶体，也是铁电陶瓷。例如：钛酸 钡BT、锆钛酸铅PZT、改性锆钛酸铅、偏铌酸铅、铌酸铅 钡锂PBLN、改性钛酸铅PT等
有机压电材料：
压电聚合物 如偏聚氟乙烯（PVDF）
七十年代兴起的有机聚合物压电材料（PVDF）。
【推选】压电材料PPT资料
分为压电晶体和压电陶瓷，压电晶体一般是指压电单晶体；
指用必要成份的原料进行混合、成型、高温烧结， 如发现有障碍,则及时采取一定措施,避免发生碰撞；
反之，压电材料在电场中发生极化时，会因电荷中心的位移导致材料变形。
由粉粒之间的固相反应和烧结过程而获得的微细晶 这类材料及其材质柔韧，低密度，低阻抗和高压电电压常数(g)等优点为世人瞩目，且发展十分迅速，水声超声测量，压力传感，引燃
压电材料
PPT背景图片： PPT图表下载：
材料分类： 利用压电材料的这些特性可实现机械振动（声波）和交流电的互相转换。
Word教程：
Excel教程：
1、无机压电材料 压电式压力传感器的优点是具有自生信号,输出信号大,较高的频率响应,体积小,结构坚固。
具有压电性的陶瓷称压电陶瓷，实际上也是铁电陶瓷 压电式压力传感器的优点是具有自生信号,输出信号大,较高的频率响应,体积小,结构坚固。
压电材料
压电驱动器： 压电驱动器利用逆压电效应,将电能转变为机械能或 机械运动,聚合物驱动器主要以聚合物双晶片作为基 础,包括利用横向效应和纵向效应两种方式,基于聚 合物双晶片开展的驱动器应用研究包括显示器件控 制、微位移产生系统等。
压电材料
压电式压力传感器：利用压电材料所具有的压电效 应所制成的。压电式压力传感器的基本结构如右图 所示。由于压电材料的电荷量是一定的,所以在连接 时要特别注意,避免漏电。压电式压力传感器的优点 是具有自生信号,输出信号大,较高的频率响应,体积 小,结构坚固。其缺点是只能用于动能测量。需要特 殊电缆,在受到突然振动或过大压力时,自我恢复较 慢。
THANK YOU
由于压电材料的电荷量是一定的,所以在连接时要特别注意,避免漏电。
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指用必要成份的原料进行混合、成型、高温烧结， 如发现有障碍,则及时采取一定措施,避免发生碰撞；
反之，压电材料在电场中发生极化时，会因电荷中心的位移导致材料变形。
由粉粒之间的固相反应和烧结过程而获得的微细晶 这类材料及其材质柔韧，低密度，低阻抗和高压电电压常数(g)等优点为世人瞩目，且发展十分迅速，水声超声测量，压力传感，引燃
压电材料
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材料分类： 利用压电材料的这些特性可实现机械振动（声波）和交流电的互相转换。
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1、无机压电材料 压电式压力传感器的优点是具有自生信号,输出信号大,较高的频率响应,体积小,结构坚固。
具有压电性的陶瓷称压电陶瓷，实际上也是铁电陶瓷 压电式压力传感器的优点是具有自生信号,输出信号大,较高的频率响应,体积小,结构坚固。
压电材料
压电驱动器： 压电驱动器利用逆压电效应,将电能转变为机械能或 机械运动,聚合物驱动器主要以聚合物双晶片作为基 础,包括利用横向效应和纵向效应两种方式,基于聚 合物双晶片开展的驱动器应用研究包括显示器件控 制、微位移产生系统等。
压电材料
压电式压力传感器：利用压电材料所具有的压电效 应所制成的。压电式压力传感器的基本结构如右图 所示。由于压电材料的电荷量是一定的,所以在连接 时要特别注意,避免漏电。压电式压力传感器的优点 是具有自生信号,输出信号大,较高的频率响应,体积 小,结构坚固。其缺点是只能用于动能测量。需要特 殊电缆,在受到突然振动或过大压力时,自我恢复较 慢。
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由于压电材料的电荷量是一定的,所以在连接时要特别注意,避免漏电。
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压电材料
压电材料1低温烧结大功率压电陶瓷变压器材料及其制造方法本发明涉及一种压电陶瓷变压器材料及其制造方法。
在铌镁酸铅(Pd(Mg1/3Nb2/3)O3)，铌锰酸铅(Pd(Mn1/3Nb2/3)O3)，钛酸铅(PbTiO3)和锆酸铅(PbZrO3)(PMMN)四元系压电陶瓷中掺入低熔点氧化物SiO2(氧化硅)、Bi2O3(氧化铋)及CdO(氧化镉)。
本发明的优点在于：材料性能更完善、环境污染小、耗能及成本低，可在低温下制备。
2压电陶瓷/聚合物复合材料的新制备方法一种压电陶瓷/聚合物复合材料的新制备方法，以解决压电陶瓷/聚合物复合材料界面结合差的问题。
该方法首先在聚合物溶液中加入醋酸盐搅拌混合，混合均匀后升温至60℃～120℃加入乙酰丙酮或冰醋酸，搅拌均匀后滴加一定量的钛酸酯，反应得到含有聚合物的纳米陶瓷溶胶。
然后直接于120℃～170℃下蒸馏或倒入不溶于所用聚合物的溶剂中进行沉降，完全干燥后将混合物研成细粉即得压电陶瓷/聚合物原位复合母粒。
再将该母粒与普通压电陶瓷粉加入混合设备混合均匀，按照聚合物成型的方法压制成型，制得压电陶瓷/聚合物复合材料。
3 层状水泥基压电智能复合材料及其制备方法本发明是一种适用于土木工程的智能复合材料，由片层水泥基材料和片状压电陶瓷材料相间组成，信号线将压电陶瓷片以并联方式联结，相邻的两压电陶瓷片层的极化方向相反。
本发明的复合材料制备方便，成本低廉。
其结构相容性好，响应速度快，抗干扰能力强，并具有感知功能和驱动功能复用的特点。
4 低压电器用铜基无银触头材料本发明提出一种低压电器用铜基无银触头材料，其成分中主要含有金刚石和镧。
成分配比（重量百分比）为金刚石：０．０１～８％，镉：０．０１～３．５％，镧：０．００１～２．５％，铜：余量。
采用本发明的铜基无银触头材料可在各类低压电工触头上代替银基复合材料，会收到显著的节省贵金属银及降低成本的效果。
5钛酸铋钠钾系超声用的压电陶瓷材料一类不含铅的超声用压电陶瓷材料，其组成为xNa0.5Bi0.5TiO3-(1-x)K0.5Bi0.5TiO3，其中x＝0.80～0.99，同时加入少量改性添加物。
压电材料最终版资料
四、压电材料的发展现状
• 细晶粒压电陶瓷 • PbTiO3系压电材料
• 压电陶瓷-高聚物复合材料
• 压电性特异的多元单晶压电体
细晶粒压电陶瓷 • 以往的压电陶瓷是由几微米至几十微米的 多畴晶粒组成的多晶材料，。减小粒径至 亚微米级，可以改进材料的加工性，可将 基片做地更薄，可提高阵列频率，降低换 能器阵列的损耗，提高器件的机械强度， 减小多层器件每层的厚度，从而降低驱动 电压，这对提高叠层变压器、制动器都是 有益的。减小粒径有好处，但同时也带来 了降低压电效应的影响。
超声波传感器
2.压电驱动器
• 压电驱动器利用逆压电效应，将电能转变 为机械能或机械运动，聚合物驱动器主要 以聚合物双晶片作为基础，包括利用横向 效应和纵向效应两种方式。
3.传感器上的应用
• 压电式压力传感器
• 压电式加速度传感器
• 压电式压力传感器是利用压电材料所具有的 压电效应所制成的。
压力传感器是我国传感器系统中应用最广的一类传感器，在精密测量、 自动化控制中起着重要的作用，在航天航空、汽车、冶金、化工等领域都得 到广泛的应用。 陶瓷质电容式压力传感器是80年代中期问世的一种新型压力传感器，该 传感器是利用先进的电子陶瓷技术，集成电路技术和厚膜平面安装电路技 术，采用零力学滞后的陶瓷和陶瓷密封材料进行设计的一种干式压力传感器 同以住的压力传感器相比： 1、蠕变小、滞后差、反应速度快； 2、有较强的抗冲击、抗过载能力； 3、精度高，温度漂移小； 4、抗干扰能力强，测量重复性强； 5、耐温、耐腐蚀性也有很大改善。
二、压电材料及其应 用
主要内容
• 压电材料的定义 • 压电材料的分类 • 压电陶瓷的工艺 • 压电材料的应用
• 压电材料的发展现状
功能转换材料
压电效应反映晶体电量与机械应力间的关系，机械应力有方向，引起正 负电荷相对位移。
热释电效应中晶体电荷变化来自于温度变化。热膨胀各向同性。只有晶 体存在着与其他极轴不同的唯一极化轴，才有可能发生热释电。
2、热释电晶体一定存在压电效应，但压电晶体不一定存在热释 电效应。
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h 1 mv2 A h A时产生光电发射效应
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二、光电子材料及其应用
1、光电导材料及应用
CdS,CdSe,CdTe,ZnSe,HgSe,HgTe,PbS,PbSe,InP,
InAs,InSb,GaAs,GaSb,Ge,Si. 光电探测器（光敏器件），光电导摄像管，固体图像传感器。
1969年，日本河合平司发现聚偏四氟乙烯（极化处 理后）有强压电性，使压电聚合物逐步进入实用化。
与压电陶瓷相比：柔性、耐冲击、能制成大面积薄 膜传感材料。
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两类：
（1）固有压电性聚合物
一些结晶聚合物化学结构不对称，有极性基团。未拉伸时， 微晶取向随机，总极化强度为0。
热电偶：通过测电动势来测温。把热 学量变为电学量测量。
非电量电测法
2、用做温差电源
T
BC
电位 差计
A
C
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T0
恒温装置
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3、用于制冷
利用半导体帕尔贴效应（比金属强得多），实现热、电能 转换，制成半导体制冷机（电流流过时，低温端吸热，高温端 放热）
发生火花）
引燃引爆、压电开关、小型电源、压电变压器等 3、电声设备
压电材料——精选推荐
压电（Piezoelectricity）1“压电学”的简单回顾“压电学”的发展已经有了一百多年的历史。
1880年，居里兄弟首先发现电气石的压电效应，从此开始了“压电学”的历史。
1881年，居里兄弟实验验证了逆压电效应，给出石英相同的正逆压电常数。
1894年，V oigt指出，仅无对称中心的二十种点群的晶体才有可能具有压电效应，石英是压电晶体的一种代表，它被取得应用。
第一次世界大战，居里的继承人郎之万，最先利用石英的压电效应，制成了水下超声探测器，用于探测潜水艇，从而揭开了压电应用史篇章。
2 压电效应的机理压电效应的机理是：具有压电性的晶体对称性较低，当受到外力作用发生形变时，晶胞中正负离子的相对位移使正负电荷中心不再重合，导致晶体发生宏观极化，而晶体表面电荷面密度等于极化强度在表面法向上的投影，所以压电材料受压力作用形变时两端面会出现异号电荷。
反之，压电材料在电场中发生极化时，会因电荷中心的位移导致材料变形。
压电效应（Piezoelectricity），是材料中一种机械能与电能互换的现象，受到压力作用时会在两端出现电压的晶体材料叫压电材料。
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。
压电效应有正压电效应及逆压电效应两种。
简单的说，通过外加压力而产生电荷，这是直接压电效应，反之，当外加一电压时，压电材料就会产生应力或机械运动，这就是反压电效应。
这两种现象就像发动机和电动机实现电能和机械能之间的相互转换一样。
3晶体（Crystal）内部质点具有周期性排列的格子结构的固体定义为晶体。
晶体有单晶体和多晶体之分，单晶体中整个一块固体的原子或离子都是周期性规矩排列的，多晶体是由无数个微小的单晶体呈无规则的排列而成。
同一物质的单晶体和多晶体，其物理性质是不完全相同的。
晶胞有七种类型，又把晶体分为七个晶系：立方；六方；四方；三方；正交；单斜；三斜。
晶体的主要性质：（1）均匀性：指晶体的物理性质不随晶体部位的改变而改变，这是由于晶体内部结构的周期性。
《压电材料》课件
水热法
总结词
水热法制备的压电材料具有较高的取向度和结晶度，但需要高温高压的条件。
详细描述
水热法是一种在高温高压条件下制备压电材料的方法。首先，将原料放入密封的容器中，加入适量的 水，然后通过具有较高的取向度和 结晶度，但需要高温高压的条件，对设备要求较高。
要求较高。
04
压电材料的发展趋势与展望
高性能压电材料的研发
高性能压电材料是当前研究的热 点，旨在提高压电常数、机电耦 合系数和居里点温度等关键性能
参数。
研究方向包括通过元素掺杂、纳 米结构设计、多相复合等手段优 化材料组成和结构，提高压电性
能。
高性能压电材料在超声成像、传 感器、驱动器等领域具有广泛的
压电陶瓷传感器用于检测汽车发动机的燃烧压力和气瓶压力，确保发动机和气瓶的 安全运行。
压电陶瓷传感器还可以用于检测汽车轮胎胎压，提高驾驶安全性和燃油经济性。
压电陶瓷传感器在汽车制动系统中也有应用，用于检测制动盘的振动和温度，确保 制动系统的稳定性和安全性。
压电复合材料在智能结构中的应用
压电复合材料可以用于智能结构 的振动控制和监测，提高结构的
机械耦合系数
描述压电材料在机械能和电能之间转换效率的参数。高的机械耦合系数意味着高 效的能量转换。
温度稳定性
居里温度
某些压电材料在达到居里温度时会失去压电效应。居里温度 的高低是衡量温度稳定性的重要指标。
热膨胀系数
描述材料在温度变化时尺寸变化的参数。低的热膨胀系数有 助于提高温度稳定性。
环境稳定性
利用压电材料的特性，可以制作各种 医疗器械，如超声波探头、心电图机 等。
军事领域
利用压电材料的特性，可以制作各种 军事设备，如声呐、引信等。
《压电材料》课件
《压电材料》PPT课件
压电材料是一种具有压电效应的功能材料，通过施加压力或电场可以使其产 生电荷分离，具有广泛的应用领域。
压电材料的定义和原理
压电材料是一类具有压电效应的物质，当外界施加力或电场时，会引发内部 正负电荷的分离，从而产生电位差。这一原理被广泛应用于压电传感器和压 电致动器。
压电材料的应用领域
压电传感器
压电传感器将物理压力转化为电信号，广泛应用 于测量和控制系统中，如重力加速度传感器和压 力传感器。
压电致动器
压电致动器通过外界电场施加力，使压电材料发 生形变，用于控制和操作系统，如喷墨打印机和 精密定位系统。
压电材料的发展历程和现状
1
发现压电效应
压电效应于1880年被瑞士学者皮埃尔·居里夫妇首次发现，引起了科学界的极大 关注。
缺点 形状复杂度低，脆性较高 工艺复杂度高，成本较高
设备要求高，成本较高
对压电材料未来发展方向进行讨论
1 新材料研究
研究发现并开发新的压 电材料，以提高性能和 拓展应用领域。
2 纳米技术应用
将纳米技术应用于压电 材料制备和调控，以获 得更好的性能和控制能 力。
3 可持续发展
从环境友好和可持续发 展的角度研究和开发压 电材料。
总结压电材料的应用前景及相关领域的 能源、通 信和电子设备等领域具有广 阔的应用前景，可以提供更 高的性能和功能。
挑战
压电材料的制备和性能提升 仍面临技术挑战，包括成本 控制、稳定性和耐久性等方 面。
机遇
随着科学研究和技术进步， 压电材料的机遇将不断增加， 为各行业提供创新的解决方 案。
2
技术应用
压电材料的应用从传感器和致动器扩展到超声波成像、能量收集和生物医学器械 等领域。
压电材料是一种具有压电效应的功能材料，通过施加压力或电场可以使其产 生电荷分离，具有广泛的应用领域。
压电材料的定义和原理
压电材料是一类具有压电效应的物质，当外界施加力或电场时，会引发内部 正负电荷的分离，从而产生电位差。这一原理被广泛应用于压电传感器和压 电致动器。
压电材料的应用领域
压电传感器
压电传感器将物理压力转化为电信号，广泛应用 于测量和控制系统中，如重力加速度传感器和压 力传感器。
压电致动器
压电致动器通过外界电场施加力，使压电材料发 生形变，用于控制和操作系统，如喷墨打印机和 精密定位系统。
压电材料的发展历程和现状
1
发现压电效应
压电效应于1880年被瑞士学者皮埃尔·居里夫妇首次发现，引起了科学界的极大 关注。
缺点 形状复杂度低，脆性较高 工艺复杂度高，成本较高
设备要求高，成本较高
对压电材料未来发展方向进行讨论
1 新材料研究
研究发现并开发新的压 电材料，以提高性能和 拓展应用领域。
2 纳米技术应用
将纳米技术应用于压电 材料制备和调控，以获 得更好的性能和控制能 力。
3 可持续发展
从环境友好和可持续发 展的角度研究和开发压 电材料。
总结压电材料的应用前景及相关领域的 能源、通 信和电子设备等领域具有广 阔的应用前景，可以提供更 高的性能和功能。
挑战
压电材料的制备和性能提升 仍面临技术挑战，包括成本 控制、稳定性和耐久性等方 面。
机遇
随着科学研究和技术进步， 压电材料的机遇将不断增加， 为各行业提供创新的解决方 案。
2
技术应用
压电材料的应用从传感器和致动器扩展到超声波成像、能量收集和生物医学器械 等领域。
压电材料
精选ppt
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三 压电材料的应用
在打火机、煤气灶、燃气热水器等用具上都可以 见到它的踪影。
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三 压电材料的应用
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三 压电材料的应用
逆压电效应的应用：
压电陶瓷风扇
利用压电陶瓷的逆压电效应可制成小型的压电陶瓷风扇， 具有体积小，不会发热，无嘈声、低功耗、寿命长等优点。图 1是一个压电陶瓷弯曲变形器，它由两片压电陶瓷片夹一金属 薄片构成，陶瓷片在外电场作用下产生伸缩运动。若两片陶瓷 片加反向电压，则一边收缩另一边伸长，使金属片弯曲变形， 若外加交变电压，金属片将作周期性振动 。
后来 PLZT透明压电陶瓷使压电陶瓷的应用扩展到光学 领域。
迄今 压电陶瓷的应用，上至宇宙开发，下至家庭生活 极其广泛。
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一 认识压电材料
压电材料有哪些： (1) 天然晶体 ：石英 .电气石 (2高分子材料：PVDF（聚偏氟乙烯）
1940年以前 铁电体
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一 认识压电材料
1942年 在BaTiO3陶瓷上获得了压电陶瓷的电压性。飞 跃。但与两类铁电体相比也有缺点。
50年代 美国日本先后 利用BaTiO3压电陶瓷制作超声 换能器、高频换能器、压力传感器、滤波器等的应用 研究。
1955美国B.Jaffe 等人更优越的PZT压电陶瓷，促使压 电器件的应用研究又大大地向前推进了一大步。
打火机、热水器 报警器、电话 笔迹和声音等身份验证 医用超声仪、声纳 电视机、手机 数码相机、摄像机：
自由电荷
电极
束缚电荷
自由电荷
图5 束缚电荷和自由电荷排列示意图
精选ppt
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二 压电效应
有机压电材料及应用
在医疗仪器中的应用
PVDF压电高聚物对生物组织的适应性和相容性很好，用它们制成的电子型人工脏器 及其组件将有可能移植到动物体内，用它们制成的医疗血流扰动和脉动的 PVDF压力传感器 同时测量心脏内的压力和声音的 PVDF血管内诊断装置 监测婴儿呼吸状况的非接触长期呼吸监视装置
特点
压电性强、介电常数高、 压电性弱、介电常数低、
易加工成型
加工尺寸局限
机械品质因子低、
机械品质因子高、
电损耗大、稳定性差
稳定性好
柔韧性好、低密度、低 阻抗
应用 领域
大功率换能器和宽带 滤波器
标准频率控制的振子、高频、 高温超声换能器等
PVDF与PZT比较
聚偏氟乙烯(PVDF)
由PVDF压电高聚物制作的器件对温度、湿度和化学物质高度稳定，机械强度又高， 用其制作的声电转换器件结构简单、形状细致、重量轻、失真小、音质好、稳定性 高， 能广泛应用于声学设备，特别适宜于高质量的立体声耳机、 扬声器和话筒等 此外PVDF压电高聚物还可应用于红外探测器、辐射计、电荷分离器、滤波器、光扫 描器、方位探测器、光相调制器等
PVDF的晶型与压电性
PVDF存在四种晶相：α，β，γ，δ
α晶型是PVDF最普通的结晶形式，为单斜晶系，构型为TGTG
在同一单胞内偶极子反向排布，偶极矩相互抵 消，因此分子为非极性；
PVDF的晶型与压电性
PVDF存在四种晶型：α，β，γ，δ
β晶型是PVDF的重要结晶形式，为正交晶系，构型为全反式TTT
置80~110℃恒温场中， 以 500~800kV/cm极化电压极化0.5~1h
PZT-PVDF复合压电膜
采用陶瓷 PZT微粉和高聚物 PVDS 制备复合材料膜，通过轧膜、 镀 电极和极化3个主要工艺制备 轧膜（用热轧挤压成膜方法， 轧辊升温到120~40℃）→加PVDF粉末 →软化→缓慢添加PZT粉料→混轧→成膜→自然冷却→取膜
5-2 压电材料
用。压电陶瓷主要有以下几种。 ㈠钛酸钡压电陶瓷 钛酸钡（BaTiO3）是由碳酸钡（BaCO3）和二氧化钛（TiO2）按1：1
克分子比例混合后充分研磨成型，经高温 1 300~1 400 ℃ 烧结，然后再经人 工极化处理得到的压电陶瓷。 这种压电陶瓷具有很高的介电常数和较大的压电系数（约为石英晶体的 50 倍）。不足之处是居里温度低(120 ℃) ，温度稳定性和机械强度不如石英晶 体。
切型，其中第一个字母 Y 表示石英晶片在原始位置（即旋转前的位置）时的 厚度沿 Y轴方向，第二个字母 X 表示石英晶片在原始位置时的长度沿 X 轴方
向，第三个字母 l 和角度 35o 表示石英晶片绕长度逆时针旋转 35o ，如图512所示，又如 (XYtl)50/-500 切型，它表示石英晶片原始位置的厚度沿 X 轴 方向，长度沿 Y 轴方向，先绕厚度 t 逆时针旋转 5o ，再绕长度 l 顺时针
§5-2 压电材料
㈡锆钛酸铅系压电陶瓷（PZT） 锆钛酸铅是由 PbTiO3 和 PbZrO3 组成的固溶体 Pb(Zr 、Ti)O3。它与钛 酸钡相比，压电系数更大，居里温度在 300 ℃ 以上，各项机电参数受温度影 响小，时间稳定性好。此外，在锆钛酸中添加一种或两种其他微量元素（如 铌、锑、锡、锰、钨等）还可以获得不同性能的 PZT 材料。因此锆钛酸铅系 压电陶瓷是目前压电式传感器中应用最广泛的压电材料。
⑤时间稳定性。要求压电性能不随时间变化。
§5-2 压电材料
一、石英晶体 石英是一种具有良好压电特性的压电晶体。其介电常数和压电系数的温 度稳定性相当好，在常温范围内这两个参数几乎不随温度变化，如图5-10和 图5-11所示。
由图可见，在 20 0C～200 0C 温度范围内，温度每升高 1 0C，压电系数 仅减少 0.016 % 。但是当温度达到居里点（573 0C）时，石英晶体便失去了 压电特性。
克分子比例混合后充分研磨成型，经高温 1 300~1 400 ℃ 烧结，然后再经人 工极化处理得到的压电陶瓷。 这种压电陶瓷具有很高的介电常数和较大的压电系数（约为石英晶体的 50 倍）。不足之处是居里温度低(120 ℃) ，温度稳定性和机械强度不如石英晶 体。
切型，其中第一个字母 Y 表示石英晶片在原始位置（即旋转前的位置）时的 厚度沿 Y轴方向，第二个字母 X 表示石英晶片在原始位置时的长度沿 X 轴方
向，第三个字母 l 和角度 35o 表示石英晶片绕长度逆时针旋转 35o ，如图512所示，又如 (XYtl)50/-500 切型，它表示石英晶片原始位置的厚度沿 X 轴 方向，长度沿 Y 轴方向，先绕厚度 t 逆时针旋转 5o ，再绕长度 l 顺时针
§5-2 压电材料
㈡锆钛酸铅系压电陶瓷（PZT） 锆钛酸铅是由 PbTiO3 和 PbZrO3 组成的固溶体 Pb(Zr 、Ti)O3。它与钛 酸钡相比，压电系数更大，居里温度在 300 ℃ 以上，各项机电参数受温度影 响小，时间稳定性好。此外，在锆钛酸中添加一种或两种其他微量元素（如 铌、锑、锡、锰、钨等）还可以获得不同性能的 PZT 材料。因此锆钛酸铅系 压电陶瓷是目前压电式传感器中应用最广泛的压电材料。
⑤时间稳定性。要求压电性能不随时间变化。
§5-2 压电材料
一、石英晶体 石英是一种具有良好压电特性的压电晶体。其介电常数和压电系数的温 度稳定性相当好，在常温范围内这两个参数几乎不随温度变化，如图5-10和 图5-11所示。
由图可见，在 20 0C～200 0C 温度范围内，温度每升高 1 0C，压电系数 仅减少 0.016 % 。但是当温度达到居里点（573 0C）时，石英晶体便失去了 压电特性。
压电材料-文档资料
壓電材料
班級:奈米三乙 組員:49714119 黃逸郎 49714120 王聖涵 49714051 莊政勳
目錄
壓電效應 壓電材料種類 氧化鋅薄膜應用於發電機 壓電片 壓電變壓器 壓電式蜂鳴器 奈米纖維發電衣
壓電感測器
參考資料
壓電效應
壓電效應 (piexoelectrics) 是材料中一種機械能與電
壓電式振動感測器
壓電式感測器(piezo sensor)通常用來偵測彎曲、震動 和撞擊等狀態，也可藉由上下震動而產生小電流，大電 壓（+/-90V）的訊號。另外也需要外加的電路，將交流 訊號轉為直流訊號。
直接接觸式石英壓電感測器
外殼係以密閉熔接方式使 石英元件固定殼內，緊密 焊接於外殼上的膜片則使 外界環境壓力傳達至石英 體，該元件即生出一正比 例關係的電壓值。
參考資料
aatc.tw/tw/manufacturer/piezo%20buzzer/ae-1085e-wa.htm 苙翔科技股份 有限公司 bbs.dianyuan/bbs/u/61/591931200984340.pdf 壓電變壓器原理及應用 kingstate.tw/cht/tabid/179/Default.aspx 志豐電子 - 壓電式蜂鳴器構造與原理介紹 buzzer-speaker/manufacturer/tw/intro%20of%20piezo%20buzzer.htm
壓電式麥克風
原理是使用傳導機構將隔膜上之振動傳導至壓電板上， 另外也பைடு நூலகம்以利用壓電高分子材料同時作為隔膜及壓電轉 換材料。它的優點為製作方式簡單，最大缺點為等效雜 訊高，必須搭配前級放大器，以減少等效雜訊及輸出阻 抗。
奈米纖維發電衣
班級:奈米三乙 組員:49714119 黃逸郎 49714120 王聖涵 49714051 莊政勳
目錄
壓電效應 壓電材料種類 氧化鋅薄膜應用於發電機 壓電片 壓電變壓器 壓電式蜂鳴器 奈米纖維發電衣
壓電感測器
參考資料
壓電效應
壓電效應 (piexoelectrics) 是材料中一種機械能與電
壓電式振動感測器
壓電式感測器(piezo sensor)通常用來偵測彎曲、震動 和撞擊等狀態，也可藉由上下震動而產生小電流，大電 壓（+/-90V）的訊號。另外也需要外加的電路，將交流 訊號轉為直流訊號。
直接接觸式石英壓電感測器
外殼係以密閉熔接方式使 石英元件固定殼內，緊密 焊接於外殼上的膜片則使 外界環境壓力傳達至石英 體，該元件即生出一正比 例關係的電壓值。
參考資料
aatc.tw/tw/manufacturer/piezo%20buzzer/ae-1085e-wa.htm 苙翔科技股份 有限公司 bbs.dianyuan/bbs/u/61/591931200984340.pdf 壓電變壓器原理及應用 kingstate.tw/cht/tabid/179/Default.aspx 志豐電子 - 壓電式蜂鳴器構造與原理介紹 buzzer-speaker/manufacturer/tw/intro%20of%20piezo%20buzzer.htm
壓電式麥克風
原理是使用傳導機構將隔膜上之振動傳導至壓電板上， 另外也பைடு நூலகம்以利用壓電高分子材料同時作為隔膜及壓電轉 換材料。它的優點為製作方式簡單，最大缺點為等效雜 訊高，必須搭配前級放大器，以減少等效雜訊及輸出阻 抗。
奈米纖維發電衣
压电材料
discovered by Pierre and Jacques Curie in 1880, deformation
results in the asymmetric shift of ions or charges in piezoelectric materials, which induces a change in the electric polarization, and thus electricity is generated.
Piezoforce microscopy (PFM) is a modification of atomic force microscopy (AFM), which has been recently used to study the piezoelectricity of nanomaterials. An AC bias between the
Piezoelectric materials are widely used in various electronic applications such as transducers, sensors and actuators. For biomedical applications, piezoelectric materials allow for the delivery of an electrical stimulus without the need for an external power source. As a scaffold for tissue engineering,
Fig. 2 shows the topography of a single collagen fibril imaged by AFM, and its corresponding shear piezoelectricity imaged by lateral PFM, demonstrating the periodicity of the piezoforce amplitude attributed to the gaps and overlaps in the quarter-staggered structure of collagen. Fig. 2. Topography of a single collagen fibril