臺灣省鋼鐵工業

[拼音]：yadian taoci

[英文]：piezoelectric ceramics

某些材料在機械應力作用下，引起內部正負電荷中心相對位移而發生極化，導致材料兩端表面出現符號相反的束縛電荷的現象，稱為壓電效應。具有這種效能的陶瓷稱為壓電陶瓷，它的表面電荷的密度與所受的機械應力成正比。反之，當這類材料在外電場作用下，其內部正負電荷中心移位，又可導致材料發生機械變形，形變的大小與電場強度成正比。

1946年美國麻省理工學院絕緣研究室發現，在鈦酸鋇鐵電陶瓷上施加直流高壓電場，使其自發極化沿電場方向擇優取向，除去電場後仍能保持一定的剩餘極化，使它具有壓電效應，從此誕生了壓電陶瓷。

常用的壓電陶瓷有鈦酸鋇系、鈦酸鉛－鋯酸鉛二元系及在二元系中新增第三種ABO3(A表示二價金屬離子，B表示四價金屬離子或幾種離子總和為正四價)型化合物，如：Pb(Mn1/3)Nb2/3)O3和Pb(CO1/3Nb2/3)O3等組成的三元系。如果在三元系統上再加入第四種或更多的化合物，可組成四元系或多元系壓電陶瓷。此外，還有一種鈮酸鹽系壓電陶瓷，如氧化鈉(鉀)·氧化鈮(Na0.5·K0.5·NbO3)和氧化鋇（鍶）·氯化鈮(Bax·Sr1-x·Nb2O5)等，它們不含有毒的鉛，對環境保護有利。

壓電陶瓷的製造特點是在直流電場下對鐵電陶瓷進行極化處理，使之具有壓電效應。一般極化電場為3～5kV/mm，溫度100～150°C，時間5～20min。這三者是影響極化效果的主要因素。效能較好的壓電陶瓷，如鋯鈦酸鉛系陶瓷，其機電偶合係數可高達0.313～0.694。

壓電陶瓷主要用於製造超聲換能器、水聲換能器、電聲換能器、陶瓷濾波器、陶瓷變壓器、陶瓷鑑頻器、高壓發生器、紅外探測器、聲表面波器件、電光器件、引燃引爆裝置和壓電陀螺等。