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燒結(jié)后的壓電陶瓷具有壓電性嗎?

 更新時間:2025-04-23 點擊量:82

燒結(jié)后的壓電陶瓷通常具備壓電性,但需滿足以下關(guān)鍵條件:

1. 極化處理是必要前提

燒結(jié)僅是陶瓷成型工藝的一環(huán),此時材料內(nèi)部電疇(微小電場區(qū)域)處于隨機排列狀態(tài),無法直接展現(xiàn)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(yīng)。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(jié)質(zhì)量影響性能

燒結(jié)溫度、時間需精確控制:

  • 溫度不足陶瓷密度低、孔隙率高,導(dǎo)電場穿透性差,壓電性弱;

  • 溫度過高可能引發(fā)晶粒異常長大或成分揮發(fā),破壞晶體結(jié)構(gòu),降低壓電系數(shù)。

3. 材料配方與微觀結(jié)構(gòu)

配方中摻雜元素(如La3?替代Pb2?)可調(diào)控晶格畸變,優(yōu)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(yīng)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(huán)境因素(如濕度、溫度)可能導(dǎo)致退極化,需封裝保護。

結(jié)論燒結(jié)本身不賦予壓電性,但為極化處理提供了基礎(chǔ)。通過優(yōu)化燒結(jié)工藝與極化條件,可制備出高性能壓電陶瓷,廣泛應(yīng)用于傳感器、換能器等領(lǐng)域。


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