回顾我国压电陶瓷行业的发展,充满了艰辛与坎坷,在20年前只有清华大学、天津大学、上海科大等几所大学设有压电陶瓷材料及应用的专业,生产厂家只有山东淄博无线电陶瓷厂,并且所做研发也都是军用产品。
随着国内电子工业的迅速发展,家用电器中对陶瓷滤波器及陶瓷谐振器的需求量迅猛增多,江西景德镇999厂和上海无线电一厂同时引进日本村田压电陶瓷频率元件生产线,自此拉开了我国压电陶瓷产品由军品转为民品的大批生产序幕。
压电陶瓷器件不仅在工业和民用产品上用途十分广泛,在军事上也同样获得了大量的应用。如将压电陶瓷做成水声换能器,作为核潜艇的一双明亮的“眼睛”,可以顺利进行水下导航、通讯、侦察敌舰、清扫敌布水雷等工作;用压电陶瓷做成的压电引信,可以精确引燃引爆破甲弹等杀伤性武器;再如压电陶瓷制作的压电陀螺,是航空航天不可或缺的“舵手”等等。
在高温高性能压电陶瓷材料方面,随着钢铁、化工、能源、航空航天的发展,需要高精度驱动器、探测换能器和传感器等压电器件在高温恶劣环境中工作。航空器引擎的振动控制、载液态金属管道的无损探伤、钢铁和化工工业、热网、电网以及核电工业的高温流量探测和控制、焊接管道的无损探伤、高精度传感驱动器件等领域,对压电材料的高温应用都提出了迫切要求。
在无铅压电陶瓷材料方面,以机电能量转换为其特征的压电陶瓷材料目前大规模使用的是铅基压电陶瓷,其中PbO约占原料的60%~70%左右。这些含铅压电陶瓷材料在生产、使用及废弃后处理过程中都会给人类和生态环境带来严重危害。为了保护地球和人类的生存空间,防止环境污染,研究和开发实用化的无铅压电陶瓷材料是一项具有重大社会和经济意义的课题。
压电陶瓷换能器产生的超声波处理废水及有毒水。具有径向尺寸小、输出力矩大、可控性强等特点的超声电机;防盗、测高、汽车防撞、遥控开关和机器人测距离等超声传感器;伺服位移制动器、光学应变镜、应变光栅、超精密导向机构、切磨误差补偿制动器、油压伺服阀等应特别关注。