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。
具有更薄更小尺寸的片式压电陶瓷频率元器件;频率更高的压电陶瓷谐振器;具有更高频率精度,更优异频率稳定性,可靠性更高的压电陶瓷频率元器件;具有优异的耐热性,能适用无铅回流焊需要的片式陶瓷频率元器件;不含或少含有毒、有害元素的片式压电陶瓷频率元器件的应用会受到关注。
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。
压电陶瓷具有压电效应的陶瓷,称压电陶瓷。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。烧结出来的陶瓷体是多晶体,其自发极化是紊乱取向的,主要成分是铁电体,因此称铁电陶瓷,没有压电性能。对这样的陶瓷体施加强的直流电场进行极化处理,原来混乱取向的自发极化就沿电场方向择优取向。去除电场后,陶瓷体仍保留着一定的总体剩余极化,遂使陶瓷体有了压电性能。