PZT压电陶瓷介绍和测试方法
pzt压电陶瓷晶体结构
pzt压电陶瓷晶体结构摘要：1.引言2.pzt 压电陶瓷的概念与特性3.pzt 压电陶瓷的晶体结构4.pzt 压电陶瓷的应用领域5.我国在pzt 压电陶瓷领域的研究进展6.结论正文：pzt 压电陶瓷是一种具有压电效应的陶瓷材料，广泛应用于各种电子元器件、传感器和换能器等设备中。
本文将详细介绍pzt 压电陶瓷的概念、特性、晶体结构、应用领域以及我国在该领域的研究进展。
pzt 压电陶瓷，即锆钛酸铅（PbZrO3）陶瓷，是一种具有良好压电性能的陶瓷材料。
压电效应是指在受到机械应力作用时，材料会产生电荷分布的现象。
pzt 压电陶瓷的这一特性使得它在电子领域具有广泛的应用。
pzt 压电陶瓷的晶体结构主要由锆、钛和铅原子组成。
在锆钛酸铅陶瓷中，锆和钛原子形成了具有极性的晶体结构，而铅原子则位于晶格间隙。
当受到机械应力时，晶体结构中的正负电荷中心发生相对位移，从而产生电荷。
pzt 压电陶瓷广泛应用于以下几个领域：（1）电子元器件：如压电陶瓷滤波器、压电陶瓷振荡器等；（2）传感器：如压力传感器、加速度传感器等；（3）换能器：如超声波换能器、声纳换能器等。
我国在pzt 压电陶瓷领域的研究取得了显著进展。
近年来，我国科学家通过优化材料配方、制备工艺和晶体结构调控等方法，提高了pzt 压电陶瓷的性能。
此外，我国还积极开展pzt 压电陶瓷在新型应用领域的探索，如能源转换、生物医学和航空航天等。
总之，pzt 压电陶瓷作为一种具有广泛应用前景的压电材料，其晶体结构、性能和应用领域等方面都得到了广泛关注。
我国在pzt 压电陶瓷领域的研究成果也为我国电子产业发展提供了有力支持。
压电陶瓷性能实验报告
一、实验目的1. 了解压电陶瓷的基本性能、结构、用途、制备方法。
2. 掌握压电陶瓷常见的表征方法及检测手段。
3. 通过实验，掌握压电陶瓷的性能测试方法，并对实验数据进行处理和分析。
二、实验原理压电陶瓷是一种具有压电效应的陶瓷材料，当受到外力作用时，会在其表面产生电荷；反之，当施加电场时，压电陶瓷会产生形变。
压电陶瓷的性能主要包括压电系数、介电常数、损耗角正切、机械品质因数等。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：压电陶瓷样品2. 实验仪器：（1）电容测微仪（2）机械标定仪（3）直流电源（4）扫描隧道显微镜（5）谐振法测定仪（6）准静态法测定仪四、实验步骤1. 样品准备：将压电陶瓷样品清洗干净，并用无水乙醇进行脱脂处理。
2. 压电陶瓷性能测试：（1）电容测微仪测试：将压电陶瓷样品固定在电容测微仪上，通过改变直流电压，观察样品的轴向变形和弯曲变形。
（2）谐振法测定：将压电陶瓷样品固定在谐振法测定仪上，测量样品的频率响应曲线和压电耦合系数。
（3）准静态法测定：将压电陶瓷样品固定在准静态法测定仪上，测量样品的压电常数d33。
3. 数据处理与分析：将实验数据输入计算机，进行数据处理和分析，得出压电陶瓷的性能参数。
五、实验结果与分析1. 电容测微仪测试结果：通过电容测微仪测试，得出压电陶瓷样品的轴向变形和弯曲变形与电压的关系曲线。
根据曲线，计算出样品的压电系数。
2. 谐振法测定结果：通过谐振法测定，得出压电陶瓷样品的频率响应曲线和压电耦合系数。
根据曲线，计算出样品的介电常数和损耗角正切。
3. 准静态法测定结果：通过准静态法测定，得出压电陶瓷样品的压电常数d33。
根据测定结果，分析样品的压电性能。
六、实验结论1. 压电陶瓷样品具有良好的压电性能，满足实验要求。
2. 实验过程中，通过电容测微仪、谐振法测定和准静态法测定，分别获得了压电陶瓷样品的轴向变形、弯曲变形、频率响应曲线、压电耦合系数、介电常数、损耗角正切和压电常数等性能参数。
压电陶瓷电特性测试与分析
摘要：通过对压电陶瓷器件进行阻抗测试可得到压电振子等效电路模型参数与谐振频率。
通过对压电陶瓷器件电容值、温度稳定性、绝缘电阻、介质耐电压等电性能参数进行测量与分析后可知：压电陶瓷器件电特性符合一般电容器特点，所用连接线材在较低频率下寄生电容不明显，在常温下工作较稳定，厚度较厚的产品绝缘性和可靠性指标较好。
关键词：压电陶瓷；等效电路模型；电特性；可靠性0 引言压电陶瓷(Piezoelectric Ceramics，PZT)受到微小外力作用时，能把机械能变成电能，当加上电压时，又会把电能变成机械能。
它通常由几种氧化物或碳酸盐在烧结过程中发生固相反应而形成，其制造工艺与普通的电子陶瓷相似。
与其他压电材料相比，具有化学性质稳定，易于掺杂、方便塑形的特点[1]，已被广泛应用到与人们生活息息相关的许多领域,遍及工业、军事、医疗卫生、日常生活等。
利用铁电陶瓷的高介电常数可制作大容量的陶瓷电容器；利用其压电性可制作各种压电器件；利用其热释电性可制作人体红外探测器；通过适当工艺制成的透明铁电陶瓷具有电控光特性，利用它可制作存贮，显示或开关用的电控光特性器件。
通过物理或化学方法制备的PZT、PLZT等铁电薄膜，在电光器件、非挥发性铁电存储器件等有重要用途[2-5]。
为了保护生态环境，欧盟成员国已规定自2006年7月1日起，所有在欧盟市场上出售的电子电气产品设备全部禁止使用铅、水银、镉、六价铬等物质。
我国对生态环境的保护也是相当重视的。
因此，近年来对无铅压电陶瓷进行了重点发展和开发。
但无铅压电陶瓷性能相对于PZT陶瓷来说，总体性能还是不足以与PZT陶瓷相比。
因此，当前乃至今后一段时间内压电陶瓷首选仍将是以PZT为基的陶瓷。
本文将应用逆压电效应以压电陶瓷蜂鸣片为例进行阻抗测试、电容值、绝缘电阻、介质耐电压等电性能参数进行测量与分析。
1 测量参数和实验方法依据目前我国现有的关于压电陶瓷材料的测试标准主要有以下：GB/T 3389-2008 压电陶瓷材料性能测试方法GB/T 6427-1999 压电陶瓷振子频率温度稳定性的测试方法GB/T 16304-1996 压电陶瓷电场应变特性测试方法GB 11387-89 压电陶瓷材料静态弯曲强度试验方法GB 11320-89 压电陶瓷材料性能方法（低机械品质因数压电陶瓷材料性能的测试）GB 11312-89 压电陶瓷材料和压电晶体声表面波性能测试方法GB 11310-89 压电陶瓷材料性能测试方法相对自由介电常数温度特性的测试压电陶瓷蜂鸣片由一块两面印刷有电极的压电陶瓷板和一块金属板（黄铜或不锈钢等）组成。
低温烧结PZT基压电陶瓷的研究与制备
的理论，新型压电材料不断出现，各种压电器件广泛用于各个技术领域，而压电 陶瓷则是这个领域中的一个重要分支【ｌ】。到目前为止，压电陶瓷材料已成为导航、 电声、水声、超声、医疗、激光、高压、通航、生物等各技术领域不可缺少的重 要功能材料，并已发展成为新兴的高技术产业。 在实用化压电陶瓷材料中，含铅系压电陶瓷占主导地位，其烧结温度大都在
ｄｒｏｐ．Ｔｈｅ
ｓａｍｐｌｅｓ ｓｉｎｔｅｒｅｄ ａｔ ｒｏｕｇｈ １ ０００℃，ｂｕｔ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｈａｄ ｂａｄ ｄｅｃｌｉｎｅ．Ｂｖ ｔｈｅ ｖｉｅｗ ｏｆ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ｔｈｅｙ ｂｏｔｈ ｓｈｏｗ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｌｉｑｕｉｄ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ． Ｂｙ ｔｈｅ ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ ｏｘｉｄｅ ｄｏｐｉｎｇ，ｔｈｅ ｎｅｘｔ ｓｔｅｐ，ｔｈｅ ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｓｏｌｉｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎ
Ｗ０３
ａｎｄ
ＣｕＯ
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ＰＭＳ－ＰＮＮ—ＰＺＴ ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｅｒａｍｉｃｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ
ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．ｅｌｅｃｔｒｉｃ
ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ
１２００＂－＂１３００℃。由于高温时ＰｂＯ挥发严重，导致化学计量比偏离，性能下降，且
污染环境。目前常用的埋粉法、密封烧结法、气氛片法、过量ＰｂＯ法等只是为了 保证配方中的化学计量比不变，不能从根本上消除ＰｂＯ挥发。抑制ＰｂＯ挥发积极
阐述压电陶瓷对蓄电池充电的方法
阐述压电陶瓷对蓄电池充电的方法压电陶瓷是一种具有压电效应的功能陶瓷，压电效应是指由应力诱导出电场或磁场，或者由电场或磁场诱导出应力或应变的一种现象，前者为正压电效应，后者为负压电效应。
本文研究压电陶瓷的正压电效应，并提出了将阻尼振动机械能存储到蓄电池中的技术。
本文分析了两种悬臂梁附着压电陶瓷的阻尼振动特性和电压输出特性，结合国内外的一些蓄电池模型提出了铅酸蓄电池的充电电路模型，并分析了压电陶瓷对蓄电池充电的方法。
1 压电陶瓷发电分析及其等效电路模型1.1 压电陶瓷PZT介绍压电陶瓷PZT（钛酸铅）是呈正方体或菱面体形式的铁电体聚合晶粒状，接近立方体结构。
在居里温度（470℃～490℃）以上时，晶粒呈正方对称的结构，但是当温度下降到居里温度以下时，氧离子O2-和钛离子Ti4+一起相对于铅离子Pb2+发生了偏移，表现出了正负极性，由于材料的这种微观不对称性，使之具有了压电性。
1.2 悬臂梁附着压电陶瓷的发电分析图1 悬臂梁结构与压电陶瓷极化方向假设将压电陶瓷功能材料附着在悬臂梁上，如图1所示，用ANSYS软件建模技术分别分析压电陶瓷的极化方向与悬臂梁相垂直（A）和相平行（B）两种情况。
模型（A）用以模拟压电陶瓷片结构，模型（B）用以模拟PFC（压电陶瓷纤维复合材料）结构，PFC为将压电陶瓷纤维镶嵌到聚乙烯等材料中得到UD型等形式的复合材料。
假设悬臂梁的自由端N3与振动源相连，振源的表达式U=UMsin（2πft），UM=0.05mm，f=20Hz。
将该振源施加在模型的N3点，设N4和N5点为零电压，其他节点连接方式如图1所示，使用ANSYS的瞬态响应分析法，采样时间为0.001秒，不断采集模型的两电极的电势差，得到输出电压特性。
得到压电陶瓷纤维复合材料（B）的输出电压可达到1300V，这种材料常用来做高压脉冲设备，不易于对蓄电池充电，所以本文选择纯压电陶瓷片作为研究对象。
模型（A）纯压电陶瓷片的电压输出特性，电压幅值为8.02V，而且稳定和易于控制。
丁波 压电陶瓷
丁波压电陶瓷
丁波压电陶瓷是一种能够通过施加电场而产生应变的材料。
它由无机化合物丁酸铅（Pb(Zr,Ti)O3）制成，因此也被称为PZT陶瓷。
丁波压电陶瓷具有很高的压电性能，即在电场的作用下可以产生大的应变。
这种应变效应可被应用于各种领域，包括传感器、执行器和声学器件等。
丁波压电陶瓷的应用还涵盖了医疗设备、航空航天、通信和自动化等领域。
与其他压电材料相比，丁波压电陶瓷具有较高的压电系数、较低的电源电压要求和较大的应变幅度。
这使得它成为许多应用中的理想选择。
然而，丁波压电陶瓷也存在一些限制，包括温度依赖性和较低的耐久性。
为了改善丁波压电陶瓷的性能，研究人员一直在探索新的合成方法和改良工艺。
他们希望进一步提高其压电性能、降低温度依赖性，并延长其使用寿命。
总之，丁波压电陶瓷是一种重要的功能陶瓷材料，具有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展，人们对其性能和应用领域的研究将不断深入。
压电陶瓷性能的老化试验方法 2015-5-20
压电陶瓷性能的老化与改善途径1 压电陶瓷性能老化的定义、规律及重要性极化处理后的压电陶瓷性能随存放时间的延长而变化的现象，称成为其性能的老化(ageing)。
压电陶瓷放置的时间越长，总的变化量越大，但变化的速度会逐渐减缓。
这个变化是不可逆的，除非其受到新的激励和干扰(如重新人工极化处理等)，否则不会再具有原来水平的性能。
一般规律是:介电常数、介电损耗、压电常数、弹性柔顺系数都变小；而频率常数、机械品质因数值变大。
而发现，这些性能参数的变化基本上与时间的对数呈线性关系，即111()()lg ()y t y t tA y t t −= （1）式中y 代表陶瓷材料的性能参数，y(t 1)是极化处理以后单位时间t 1（例如1天等）测得的该参数的值，y(t)是极化以后经过t 时间（例如100天等）后测得的值；t 1及t 以天数或小时数表示。
A 为常数，称为老化率。
若取以10为底的对数，求得的A 称为十倍时间老化率。
显然，∣A ∣越小，材料的稳定性就越好。
图1表示了BaTiO 3压电陶瓷性能参数的老化情况（以时间对数作横坐标的半对数作图）。
可以看出，随着时间的延长，变化趋缓。
A 代表图线的斜率。
A ＞0，表示该参数随时间变大；A ＜0，表示该参数随时间变小。
图1 典型的BaTiO 3压电陶瓷性能参数的经时变化实验研究表明，A 的典型数值，对于谐振频率常数，在0.05%至1.5%之间，对于压电耦合系数与介电系数，A 值在-0.5%至-5%范围内。
介电损耗的A 为高负值，机械品质因数的A 为较高的正值。
必须指出，式（1）只是一个近似公式。
事实上，A 不是常数，否则按（1）式的变化规律，在足够长的时间以后，参数值趋向零或无穷大，而实际情况并不是这样。
图2为代表性PZT 压电陶瓷性能参数的老化情况。
可以看出，各项参数的老化率A 随时间有小的变化，半对数坐标作图的结果不是直线。
老化率A 的测定方法：按照有关参数的测试方法，测出第101天、第102天、第103天的参数值，然后按式（1）便可算出A 值。
PZT压电陶瓷介绍和测试方法-PPT精选文档
– 具有显著的介电、压电和铁电特性 – PZT铁电厚膜兼有块状材料和薄膜的优点，可在低压和高频条件工作
– 压电厚膜微致动器作为磁记录行业的首选材料，被用来解决硬盘驱动器磁头精确定位的难题
应用范围：机械能电能相互转换类传感器
Q Ua Ca
电荷等效模型
F
压电常数 d
Q=U*C
HSA PZT 压电陶瓷应用介绍
HSA （磁头悬臂装置）结构及功能介绍
PZT元件作用是利用其高压电常数特性，使读写磁头发生水平位移，从而使HSA 水平旋转和 精确寻轨
交变电压
U 型刚体 电荷变化
PZT 元件
位移变化
精确寻轨
HSA
HSA PZT 工作原理
定义
在外力作用下产生电流，或反过来在电流作用下产生力或形变的一种功能材料
类别
类 别
石英晶体 压电陶瓷
材 料
单晶体、水晶 （人造、天然） 人造多晶体 压电半导体
成 分
SiO2 钛酸钡、PZT 钡、铌酸盐系 压电特性 半导体特性
特 性
d11=2.31×10-12C/N， 压电系数稳定，固有频率稳定 承受压力700-1000Kg/cm2 压电系数高 d33=190×10-11C/N 品种多、性能各异 集成压电传感器 质轻柔软、抗拉强度高、 机电耦合系数高
正压电效应：F（应力或形变）输入--->Q\U （电量或电压） 逆压电效应： Q\U （电量或电压）输入--->F（应力或形变）输出
压力输入F
电压输出
形变输出
电压输入
压电介质
关于PZT
压电陶瓷主要用于制造超声换能器、水声换能器、电声换能器、陶瓷滤波 器、陶瓷变压器、陶瓷鉴频器、高压发生器、红外探测器、声表面波器件、电 光器件、引燃引爆装置和压电陀螺等。
1.保定市宏声声学电子器材有限公司提供的参数
2，联能科技的 PZT 参数 3，哈尔滨芯明天科技有限公司 （1）输出力与位移的关系曲线
（2）输出位移于电压的关系曲线
二．PZT 的重要参数 1.压电应变常数 D(Piezoelectric Strain Constant)是压电体把机械能转变
为电能或把电能转变为机械能的转换系数。它反映压电材料弹性（机械）性能 与介电性能之间的耦合关系。 d33,d15,d31 ?
2.谐振频率 fr，并联谐振频率 fp，串联谐振频率 fs、最小导纳频率 fn （minimum admittance frequency）、基频（fundamental frequency）、泛音 频率（fundamental frequency）
压电陶瓷只在某一温度范围C 时，压电陶瓷发生结构相转变，这个临界温度 TC 称为居里温度。 6 温度稳定性(TEMPERATURE STABILITY) 指压电陶瓷的性能随着温度变化的特性，一般描述温度稳定性有温度系
数或最大相对漂移二种方法。 7.电 学 品 质 因 素 Qe（ electrical quality factor ） 与 机 械 品 质 因 数 Qm
3.机电耦合系数 平面机电耦合系数 KP，横向机电耦合系数 K31、纵向机电耦合系数 K33、厚度 伸缩机电耦合系数 KT、厚度切变机电耦合系数 K15
改进的固相法低温制备PZT压电陶瓷
改进的固相法低温制备PZT压电陶瓷【摘要】本文通过改进传统固相法，以乙酸铅（Pb（CH3COO）2·3H2O）、偏钛酸（TiO（OH）2）和碳酸锆（ZrOCO3）代替传统的氧化物作为原料制备得到PZT压电陶瓷。
利用TG-DTA和XRD研究了Zr/Ti比对PZT结构和性能的影响，实验结果表明：当Zr/Ti 比=0.40/0.60，在950℃煅烧保温2h，能够完全合成为单一晶型钙钛矿的PZT。
【关键词】低温制备；PZT；压电陶瓷0.引言PZT（PbZrxTi1-x03）是一种典型的三方-四方钙钛矿结构的压电陶瓷，PZT 基压电陶瓷因具有电性能优异、性能稳定、制造方便、成本低廉等优点而在压电陶瓷领域长期占据了主导地位[1]，尤其是其组成位于准同型相界（MPB）附近处，具有优异的压电和介电性能[2]。
但PZT基压电陶瓷烧结温度一般较高，而氧化铅的挥发温度为800℃左右，故烧结过程中容易造成氧化铅的大量挥发，Pb的挥发不但会造成化学计量比偏离，性能下降，并且严重污染环境[3]。
因此，优化PZT压电陶瓷制备工艺，发展高性能、高可靠性、低成本的PZT压电陶瓷材料与器件具有重大意义。
1.实验方法本实验选择位于准同型相界附近的Pb（Zr0.52Ti0.48）O3作为研究对象。
以分析纯乙酸铅（Pb（H2COO）2·3H2O）、偏钛酸（TiO（OH）2）、碳酸锆（ZrOCO3）和草酸（C2H2O4·2H2O）为原料。
按化学式Pb（ZrxTi1-x）O3（0<x<1）的化学计量比准确称量原料，混合均匀，在研钵中研磨8-12h。
然后将干粉磨细后，置于带盖的刚玉坩埚中在750℃下预烧2h。
预烧后的粉料球磨2h后，加入一定量的PV A（5%wt）进行压片造粒，并在650℃下排塑30min。
将样品置于950～1050℃温度下二次煅烧2h。
烧结后的样品经过打磨、清洗、烘干后涂银，在800℃烧渗银电极。
PZT压电陶瓷制备方法
PZT压电陶瓷制备方法摘要：PZTR基压电陶瓷材料具有性能稳定、容易制造、价格低廉等优点，已被广泛应用于电子元器件中。
但由于采用传统的高温固相法烧结铅大量挥发，从而导致化学计量比偏离、性能下降。
本文介绍了压电陶瓷的几种制备方法。
关键字：；PZT陶瓷制备方法引言：PZT压电陶瓷由于具有居里温度高、压电性强、易掺杂改性、稳定性好等特点。
自20世纪60年代以来，一直是人们关注和研究的热点，在压电陶瓷领域中占主导地位。
就PZT压电陶瓷的制备工艺而言，PZT粉体合成和致密化烧结对PZT制品质量影响最大。
PZT超微粉体具有粒度细、比表面积大、反应活性高等优点，可降低烧结温度，减少铅挥发，保证准确的化学计量，提高PZT制品性能，因而超微PZT粉体的制备已成为PZT压电陶瓷研究的重点。
近年来对超微PZT粉体制备的研究开发了许多新的方法。
固相法除传统周相法外，还包括微波辐射法、机械化学法口、反应烧结法等。
液相法具有合成温度低、设备简单、易操作、成本低等优点，纷纷被用于PZT粉体的制备，如溶胶一凝胶法、水热法、沉淀法等。
但对PZT压电陶瓷的制备及性能研究仍存在许多不足，主要包括：粉体团聚、化学计量及制品性能易老化等。
2、PZT陶瓷的制备方法2.1水热法合成制备PZT压电陶瓷粉实验原料为：Pb(Ac)2·3H20、ZrOCl2·8 H20、Ti(OC4H9)4、Na()H(均为分析纯试剂)，全部配制成水溶液使用。
按照Pb(Zr0.58Ti 0.42)O3的组成配制水热反应混合溶液。
铅的成分适当过量添加。
反应在NaOH 水溶液介质中进行，反应设备采用100mI。
反应釜，反应温度分别设定为240摄氏度、反应时间为4 h，反应结束后用定鼍滤纸进行过滤，然后用离子交换水超声波二遍清洗，生成物在100摄氏度下干燥24 h，以备测定各种性能。
采用RIGAKU公司生产的D／MAX RB型X射线粉末衍射仪分析产物的物相组成，采用JSM一5010I。
pzt压电陶瓷泡沫
PZT压电陶瓷泡沫概述PZT压电陶瓷泡沫是一种新型的材料，具有压电效应和泡沫材料的特点。
本文将从材料特性、制备方法、应用领域等方面对PZT压电陶瓷泡沫进行全面、详细、完整且深入地探讨。
材料特性PZT压电陶瓷泡沫具有以下特性： 1. 压电效应：PZT材料具有压电效应，能够在受到外力作用时产生电荷，从而实现能量转换。
2. 轻质高强度：PZT泡沫材料由于具有泡沫结构，重量轻而强度高，适用于一些需要轻质材料的领域。
3. 隔热性能：PZT泡沫材料具有较好的隔热性能，可以在高温环境下应用。
4. 吸音性能：PZT泡沫材料具有较好的吸音性能，可以在噪音控制领域应用。
制备方法PZT压电陶瓷泡沫的制备方法主要包括以下几个步骤： 1. 原料准备：根据配方比例准备PZT陶瓷粉末、发泡剂、粘结剂等原料。
2. 混合：将PZT陶瓷粉末、发泡剂、粘结剂等原料按照一定比例混合均匀。
3. 发泡：将混合后的原料放入发泡装置中，在一定温度条件下进行发泡处理，使材料形成泡沫结构。
4. 成型：将发泡后的材料进行成型，可以采用压制、注射等方法进行。
5. 烧结：将成型后的材料进行烧结处理，使其形成致密的陶瓷结构。
6. 表面处理：对烧结后的材料进行表面处理，以提高其性能和使用寿命。
应用领域PZT压电陶瓷泡沫在以下领域具有广泛的应用： 1. 声波传感器：PZT泡沫材料具有较好的压电效应和吸音性能，可以用于制造声波传感器，应用于声学领域。
2. 压电发电装置：由于PZT泡沫材料具有压电效应，可以将其应用于压电发电装置，实现能量转换。
3. 隔热材料：PZT泡沫材料具有较好的隔热性能，可以用于制造隔热材料，应用于高温环境中。
4. 噪音控制：PZT泡沫材料具有吸音性能，可以用于制造吸音材料，应用于噪音控制领域。
结论PZT压电陶瓷泡沫是一种具有压电效应和泡沫材料特性的新型材料。
它具有轻质高强度、隔热性能和吸音性能等特点，适用于声学、能源、隔热和噪音控制等领域。
pzt压电陶瓷片 行程
PZT压电陶瓷片PZT压电陶瓷片是一种常见的压电材料，其具有压电效应的特性使其在许多应用中得到广泛的使用。
本文将介绍PZT压电陶瓷片的特性、工作原理以及应用领域。
特性PZT压电陶瓷片具有以下几个主要特性：1.压电效应：PZT陶瓷具有压电效应，即在受到压力或应变作用时可以产生电荷，从而产生电压。
这种特性使得PZT压电陶瓷片在传感器和执行器等应用中得以应用。
2.高电机械耦合系数：PZT压电陶瓷片的电机械耦合系数非常高，可以将电能转化为机械能或将机械能转化为电能。
这使得PZT压电陶瓷片在超声传感器、声波发生器等领域得到广泛应用。
3.较宽的工作频率范围：PZT压电陶瓷片具有较宽的工作频率范围，可以在高频、中频和低频范围内工作。
这使得PZT压电陶瓷片在振动传感器、声学传感器和谐振器等领域具有应用优势。
4.耐热性能好：PZT压电陶瓷片在高温下具有较好的耐热性能，可以在高温环境下工作。
这使得PZT压电陶瓷片在一些高温测量和控制应用中具有优势。
工作原理PZT压电陶瓷片的工作原理基于压电效应。
当施加力或应力时，PZT陶瓷上的晶格结构发生变形，导致内部的正负电荷重新分布，从而形成一个电势差。
这个电势差可以被外部电路感知和利用。
具体来说，当施加压力时，PZT陶瓷中的正负离子会发生位移，这导致表面产生一定的电荷。
如果施加的压力是周期性的，PZT陶瓷片将以同样的频率产生电荷，从而形成周期性的电压信号。
反之，如果在电极之间施加外加电压，PZT陶瓷片将发生形变。
应用领域由于其独特的特性和工作原理，PZT压电陶瓷片在众多领域中得到了广泛的应用，包括但不限于以下几个领域：1.超声波传感器：PZT压电陶瓷片可以转换电信号为机械振动，因此在超声波传感器中具有广泛应用。
例如，在超声波测距仪和医学超声成像领域，PZT压电陶瓷片被用于发射和接收超声波信号。
2.振动传感器：PZT压电陶瓷片的压电效应使其在振动传感器中具有广泛的应用。
它可以将机械振动转化为电信号，从而被用于测量和监测结构的振动状态。
压电陶瓷
一、压电材料与应用综述1、概述在1880年，居里兄弟首先在单晶上发现压电效应。
在1940年前，人们知道有两类铁电体：罗息盐和磷酸二氢钾盐，具有压电性。
在1940年后，发现了BaTiO3是一种铁电体，具有强的压电效应。
是压电材料发展的一个飞跃。
在1950年后，发现了压电PZT 体系，具有非常强和稳定的压电效应，具有重大实际意义的进展。
在1970年后，添加不同添加剂的二元系PZT 陶瓷具有优良的性能，已经用来制造滤波器、换能器、变压器等。
随着电子工业的发展，对压电材料与器件的要求就越来越高了，二元系PZT 已经满足不了使用要求，于是研究和开发性能更加优越的三元、四元甚至五元压电材料。
2、压电效应电效应产生的根源是晶体中离子电荷的位移，当不存在应变时电荷在晶格位置上分布是对称的，所以其内部电场为零。
但当给晶体施加应力则电荷发生位移，如果电荷分布不在保持对称就会出现净极化，并将伴随产生一个电场，这个电场就表现为压电效应。
压电陶瓷（piezoelectric ceramics ），是指经直流高压极化后，具有压电效应的铁电陶瓷材料。
晶体受到机械力的作用时，表面产生束缚电荷，其电荷密度大小与施加外力大小成线性关系，这种由机械效应转换成电效应的过程称为正压电效应（力→形变→电压）。
晶体在受到外电场激励下产生形变，且二者之间呈线性关系，这种由电效应转换成机械效应的过程称为逆压电效应（电压→形变）。
3、压电性能①压电常数d33压电常数是反映力学量（应力或应变）与电学量（电位移或电场）间相互耦合的线性响应系数。
当沿压电陶瓷的极化方向（z 轴）施加压应力T3时，在电极面上产生电荷，则有以下关系式：式中d33为压电常数，足标中第一个数字指电场方向或电极面的垂直方向，第二个数字指应力或应变方向；T3为应力；D3为电位移。
它是压电介质把机械能（或电能）转换为电能（或机械能）的比例常数，反映了应力（T ）、应变（S ）、电场（E ）或电位移（D ）之间的联系，直接反映了材料机电性能的耦合关系和压电效应的强弱，从而引出了压电方程。
PZT压电陶瓷介绍和测试方法-文档资料
Prepared by : Wenjie Zhuang
主要内容
基本知识介绍
压电材料 压电效应 压电式传感器工作原理、技术参数及等效模型
HSA PZT 压电陶瓷应用介绍
组成架构及工作原理
PZT 不良背景介绍
测试方法推荐
基本知识介绍
压电材料
正压电效应
形变前的状况 形变后的状况
－－－－－－ ＋＋＋＋＋＋
逆压电效应
电 场 方 向
基本知识介绍
压电传感器工作原理
是以某些电介质的压电效应为基础，在外力作用下，在电介质的表面上产生电荷，从而实现 非电量测量
受力、表面形变
压电器件
电荷
表现形式
基本知识介绍
等效模型
正压电效应和逆压电效应等效模型如下：
P-->“Pb”（铅元素），Z-->“Zr” （锆元素），T-->“Ti” （钛元素） 特点
– 具有显著的介电、压电和铁电特性 – PZT铁电厚膜兼有块状材料和薄膜的优点，可在低压和高频条件工作
– 压电厚膜微致动器作为磁记录行业的首选材料，被用来解决硬盘驱动器磁头精确定位的难题
应用范围：机械能电能相互转换类传感器
电极
电极
基本知识介绍
压电效应
正压电效应：外界应力作用下（机械能），表面产生电荷（电能）
逆压电效应：外加电场作用下（电能），一定方向产生机械形变或机械压力
电能
正压电效应
逆压电效应
电能
机械能
－－－－－－
机械能
F －－－－－ － ＋＋＋＋＋
机械能
电能
＋＋＋＋＋＋
PZT压电陶瓷介绍和测试方法PPT课件
表现形式
.
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基本知识介绍
等效模型
正压电效应和逆压电效应等效模型如下：
正压电效应：F（应力或形变）输入--->Q\U （电量或电压） 逆压电效应： Q\U （电量或电压）输入--->F（应力或形变）输出
压力输入F
电压输出
形变输出
电压输入
压电介质
压电介质
HSA PZT 结构示意图
U 型刚体
悬臂弹性区 压电微制动器 滑块
音圈电机
悬臂刚性区
HSA 系统架构
.HSA PZT 结构切片示意图
PZT 元件
PZT 元件
环氧胶
U 型刚体
环氧胶
HSA 压电微制动器
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HSA PZT 压电陶瓷应用介绍
PZT 不良背景介绍
.
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The End
.
Page 11
品种多、性能各异
集成压电传感器
质轻柔软、抗拉强度高、 机电耦合系数高
参数
压电常数 弹性常数（刚度） 介电常数 机电耦合系数
电阻 居里点
压电效应强弱：灵敏度 固有频率、动态特性 固有电容、频率下限 机电转换效率 泄漏电荷、改善低频特性
. 丧失压电性的温度
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基本知识介绍
压电材料
PZT 压电陶瓷 （锆钛酸铅陶瓷）---压电效应
基本知识介绍
等效电路
静电发生器或绝缘介质平板电容器：外部机械硬力作用下，电极两端产生极性相 反电量相等的电荷
机械应力 F
+++++ 等效
____ _
电极
压电陶瓷环pzt的工作原理
压电陶瓷环pzt的工作原理
压电陶瓷环PZT的工作原理基于压电效应。
PZT（锆钛酸铅）是一种压电陶瓷材料，当施加外力或机械应力时，它会发生形变，从而产生电荷的极化现象，这种现象被称为正压电效应。
相反地，当在压电陶瓷材料上施加电场时，材料会发生形变，产生机械位移或力量，这被称为逆压电效应。
压电陶瓷环是一种管状的压电陶瓷，它的内径表面和外径表面印刷有导电电极（通常为银电极）。
除了内外表面外，内部材料均为PZT压电陶瓷。
当对内外电极施加电压时，压电陶瓷环会产生径向伸缩的位移，这是逆压电效应的表现。
利用这种特性，压电陶瓷环可以将电能转换为机械能，从而实现精密的机械运动或振动。
此外，压电陶瓷环也可以用于传感器应用，当外界施加机械力或压力时，压电陶瓷环会产生电荷输出，这是正压电效应的应用。
因此，压电陶瓷环被广泛应用于精密机械、声学、电子、通讯等领域。
需要注意的是，压电陶瓷材料在制造过程中需要严格控制成分和烧结工艺等因素，以确保其具有优良的压电性能和机械性能。
同时，在使用过程中也需要注意避免过高的电压或机械应力，以避免材料的损坏或失效。
高性能锆钛酸铅(PZT)粉体的水热法合成及其压电陶瓷性能研究
：４０％
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１ ３３０
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ｔａｎ（￣＝０．００４）．
关 键 词 ：压 电 陶 瓷 ；ＰＺＴ；水 热 法 ：碱 度
中 图分 类 号 ：ＴＱ１７４ 文 献 标 志 码 ：Ａ
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－２３７５．２０１６．０２．００１
Ｈ ｙｄｒｏｔｈｅｒｍ ａｌ ｓｙｎｔｈｅｓｉபைடு நூலகம் ｏｆ ｈｉｇｈ—ｐｅｒｆｏｒｍ ａｎｃｅ ＰＺＴ ｐｏｗｄｅｒｓ ａｎｄ
周盈盈 ，高小琴 ，常钢 ，舒宏辉 ，尚勋忠 ，周桃 生 ，何云斌
（湖北大学材料科学与工程学院 ，功能材料 绿色制备与应用教育部重点实验 室（湖北大学 ），湖北 武汉 ４３００６２）
摘 要 ：以氧氯化锆 、钛 酸四丁酯 、硝酸铅为前驱物 ，采用两步水 热法 合成钙钛 矿结 构的 ＰｂＺｒ０ Ｔｉ。 Ｏ 粉 体并制 备 陶 瓷样 品．通过 ＸＲＤ、ＳＥＭ及 电学性 能等测试 ，系统研究 了矿化 剂浓度 对 ＰＺＴ粉体结 晶性 、形貌 以及最 终烧结 陶瓷样 品 电
第 ３８卷第 ２期 ２０１６年 ３月
湖北大学学报 （自然科学版 ） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｕｂｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ）
文 章 编 号 ：１０００—２３７５（２０１６）０２—００９１—０６
Ｖｏ１．３８ Ｎｏ．２
Ｍａｒ．，２０１６
高 性 能锆 钛 酸铅 （ＰＺＴ）粉 体 的水 热 法合 成 及 其 压 电 陶 瓷 性 能 研 究
目前广泛应用的传统固相合成法制备过程繁琐且需要经过高温预烧的过程才能得到陶瓷粉体此过程会造成铅元素在高温下大量挥发使得化学组成难以精确控制而降低最终陶瓷的电学性能同时通过该方法制备的粉体存在颗粒大小不匀易团聚预烧后的粉料在球磨过程中易受污染等诸多问溶胶凝胶法910共沉淀法等化学方法制备陶瓷粉体备受关注近几十年来发展的水热法可在较低温度下13直接合成结晶性良好的超微粉体使得粉体的化学配比能够精确控制且具有无需预烧结晶性好烧结活性高等特点在制备超细粉体中得到了广泛的研究与应利用水热法制备pzt粉体的已有报道主要集中于水热条件对于粉体粒径形貌和晶相的控制5814而水热法合成的pzt粉体对最终制备的pzt压电陶瓷性能有何影响水热制备的pzt粉体能否大幅提高陶瓷的压电性能的相关研究还较少1517和碱度1molkoh下制备了结晶性良好平均粒径为1左右的高性能pzt粉体并成功烧结压电陶瓷
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压电微制动器
滑块
音圈电机
HSA PZT 结构示意图
悬臂刚性区
PZT 元件 环氧胶
PZT 元件 环氧胶
U 型刚体
HSA PZT 结构切片示意图
HSA PZT 压电陶瓷应用介绍
PZT 不良背景介绍
The End
Page 11
Q Ua Ca
电荷等效模型
F
压电常数 d
Q=U*C
HSA PZT 压电陶瓷应用介绍
HSA （磁头悬臂装置）结构及功能介绍
PZT元件作用是利用其高压电常数特性，使读写磁头发生水平位移，从而使HSA 水平旋转和 精确寻轨
交变电压
U 型刚体 电荷变化
PZT 元件
位移变化
精确寻轨
HSA
悬臂弹性区
正压电效应：F（应力或形变）输入--->Q\U （电量或电压） 逆压电效应： Q\U （电量或电压）输入--->F（应力或形变）输出
压力输入F
电压输出
形变输出
电压输入
压电介质
压电介质
应力输入电压输出正压电效应
电压输入形变输出产生逆压电效应
正压电效应：Q =d33 *F d33 为压电参数 ：压电材料把机械能转变为电能或把电能转变为机械能的转换系数，它为反映力学 量 (应力或应变)与电学量(电位移或电场)间相互耦合的线性响应系数 测量仪器： ZJ-3AN型准静态d33测量仪
P-->“Pb”（铅元素），Z-->“Zr” （锆元素），T-->“Ti” （钛元素） 特点
– 具有显著的介电、压电和铁电特性 – PZT铁电厚膜兼有块状材料和薄膜的优点，可在低压和高频条件工作
– 压电厚膜微致动器作为磁记录行业的首选材料，被用来解决硬盘驱动器磁头精确定位的难题
应用范围：机械能电能相互转换类传感器
PZT 压电陶瓷介绍和测试方法
Prepared by : Wenjie Zhuang
主要内容
基本知识介绍
压电材料 压电效应 压电式传感器工作原理、技术参数及等效模型
HSA PZT 压电陶瓷应用介绍
组成架构及工作原理
PZT 不良背景介绍
测试方法推荐
基本知识介绍
压电材料
定义
在外力作用下产生电流，或反过来在电流作用下产生力或形变的一种功能材料
类别
类 别
石英晶体 压电陶瓷
材 料
单晶体、水晶 （人造、天然） 人造多晶体 压电半导体
成 分
SiO2 钛酸钡、PZT 钡、铌酸盐系 压电特性 半导体特性
特 性
d11=2.31×10-12C/N， 压电系数稳定，固有频率稳定 承受压力700-1000Kg/cm2 压电系数高 d33=190×10-11C/N 品种多、性能各异 集成压电传感器 质轻柔软、抗拉强度高、 机电耦合系数高
基本知识介绍
等效电路
静电发生器或绝缘介质平板电容器：外部机械硬力作用下，电极两端产生极性相 反电量相等的电荷
机械应力 F
电极
电极
+++++
_____
等效
＋＋＋＋ Q ――――
压电晶体
静电发生器
Q Ca
压电传感器
形变时电极会 产生异性等量 电荷
电容器
Ua
Ca
Q Ua Ca
电压等效模型
Q Ca
电极
电极
基本知识介绍
压电效应
正压电效应：外界应力作用下（机械能），表面产生电荷（电能）
逆压电效应：外加电场作用下（电能），一定方向产生机械形变或机械压力
电能
正压电效应
逆压电效应
电能
机械能
－－－－－－
机械能
F －－－－－ － ＋＋＋＋＋
机械能
电能
＋＋＋＋＋＋
极化方向
Ｅ
极化方向 －－－－－ ＋＋＋＋＋ ＋
正压电效应
形变前的状况 形变后的状况
－－－－－－ ＋＋＋＋＋＋
逆压电效应
电 场 方 向
基本知识介绍
压电传感器工作原理
是以某些电介质的压电效应为基础，在外力作用下，在电介质的表面上产生电荷，从而实现 非电量测量
受力、表面形变
压电器件
电荷
表现形式
基本知识介绍
等效模型
正压电效应和逆压电效应等效模型如下：
新型压电材料
有机高分子 压电材料
参数
压电常数 弹性常数（刚度） 介电常数 机电耦合系数 电阻 居里点 压电效应强弱：灵敏度 固有频率、动态特性 固有电容、频率下限 机电转换效率 泄漏电荷、改善低频特性 丧失压电性的温度
基本知识介绍
压电材料
PZT 压电陶瓷 （锆钛酸铅陶瓷）---压电效应
用锆、钛、铅的氧化物配制后烧结而成。一般采用双模结构（压电陶瓷片+金属振动片）