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技術文章

燒結后的壓電陶瓷具有壓電性嗎?

閱讀:266          發布時間:2025-4-23

燒結后的壓電陶瓷通常具備壓電性,但需滿足以下關鍵條件:

1. 極化處理是必要前提

燒結僅是陶瓷成型工藝的一環,此時材料內部電疇(微小電場區域)處于隨機排列狀態,無法直接展現壓電性。需通過極化處理(施加高壓電場)使電疇定向排列,才能激活壓電效應。例如,鋯鈦酸鉛(PZT)陶瓷需在20-30kV/cm的電場中極化10-30分鐘。

2. 燒結質量影響性能

燒結溫度、時間需精確控制:

  • 溫度不足陶瓷密度低、孔隙率高,導電場穿透性差,壓電性弱;

  • 溫度過高可能引發晶粒異常長大或成分揮發,破壞晶體結構,降低壓電系數。

3. 材料配方與微觀結構

配方中摻雜元素(如La3?替代Pb2?)可調控晶格畸變,優化壓電性能。此外,晶粒尺寸均勻性、相組成(如鈣鈦礦相含量)均直接影響壓電性。

4. 實際應用需注意

  • 極化后需冷卻至室溫再撤去電場,避免電疇反向排列;

  • 環境因素(如濕度、溫度)可能導致退極化,需封裝保護。

結論燒結本身不賦予壓電性,但為極化處理提供了基礎。通過優化燒結工藝與極化條件,可制備出高性能壓電陶瓷,廣泛應用于傳感器、換能器等領域。


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