壓電(dian)材(cai)料(liao)以(yi)其驚人的(de)(de)特性從未使用的(de)(de)設備振動中產生電(dian)能(neng)，正在成為革命性的(de)(de)能(neng)量采集器。由(you)于對這(zhe)些材(cai)料(liao)的(de)(de)研究，如今有很多(duo)壓電(dian)材(cai)料(liao)可(ke)供選擇，這(zhe)些材(cai)料(liao)有不(bu)同的(de)(de)規格特性。

　　那么，壓電(dian)材料(liao)究(jiu)竟有哪些(xie)類型(xing)，如何選擇符合我們要(yao)(yao)求的(de)材料(liao)？在本文中，小(xiao)編將簡單介(jie)紹不同類型(xing)的(de)壓電(dian)材料(liao)及(ji)其特性(xing)，以及(ji)在選擇時需(xu)要(yao)(yao)注意的(de)事項。

　　壓電材料的主(zhu)要類(lei)型(xing)

　　壓電(dian)材料(liao)包括幾(ji)種不同(tong)的類型，主要包括以下幾(ji)種。

　　1、自然存在

　　這些晶體是具有非中心對稱晶格的各向異(yi)性電介質(zhi)。水晶材(cai)(cai)料(liao)，如(ru)石(shi)英、羅謝爾鹽(yan)、黃玉、電氣石(shi)族礦物(wu)，以(yi)及一些有機物(wu)質(zhi)，如(ru)絲(si)綢、木材(cai)(cai)、牙釉質(zhi)、骨頭、頭發(fa)、橡膠、牙本(ben)質(zhi)都屬于(yu)這一類。

　　2、人(ren)造合成材料

　　具有鐵電特性的材(cai)(cai)料(liao)被用來制(zhi)備壓電材(cai)(cai)料(liao)。人造材(cai)(cai)料(liao)分為五(wu)個主(zhu)要類(lei)別——石英類(lei)似(si)物、陶(tao)瓷、聚合(he)物、復合(he)材(cai)(cai)料(liao)和薄膜。

　　聚合(he)物：聚偏二(er)氟(fu)乙烯、PVDF或PVF2。

　　復(fu)合(he)(he)材料：壓(ya)(ya)電(dian)復(fu)合(he)(he)材料是(shi)壓(ya)(ya)電(dian)聚(ju)合(he)(he)物的(de)升級(ji)版(ban)。它們(men)可以有(you)兩種類(lei)型，一(yi)種是(shi)壓(ya)(ya)電(dian)聚(ju)合(he)(he)物，其(qi)中壓(ya)(ya)電(dian)材料浸入電(dian)無(wu)源矩陣中；另一(yi)種是(shi)使用兩種不同陶(tao)瓷制成的(de)壓(ya)(ya)電(dian)復(fu)合(he)(he)材料，例如增(zeng)強PZT基體的(de)BaTiO3纖維。

　　晶體(ti)結構為鈣鈦(tai)礦(kuang)的人造壓電材料：鈦(tai)酸(suan)(suan)鋇、鈦(tai)酸(suan)(suan)鉛(qian)、鋯(gao)鈦(tai)酸(suan)(suan)鉛(qian)（PZT）、鈮(ni)酸(suan)(suan)鉀、鈮(ni)酸(suan)(suan)鋰(li)、鉭(tan)酸(suan)(suan)鋰(li)等無鉛(qian)壓電陶瓷。

　　壓(ya)電(dian)材料的主(zhu)要特性

　　不同壓電材料的特性是不相同的，下面(mian)分別介紹下。

　　1、石英

　　石英是最(zui)流行(xing)的(de)(de)單晶(jing)壓電材(cai)料(liao)，單晶(jing)材(cai)料(liao)根據體波(bo)傳播的(de)(de)切(qie)(qie)割和方向(xiang)表現出不同的(de)(de)材(cai)料(liao)特性。在AT切(qie)(qie)割的(de)(de)厚度剪切(qie)(qie)模式下運行(xing)的(de)(de)石英振(zhen)蕩器用于(yu)計算機(ji)、電視(shi)和VCR。

　　在SAW設備中，使用具有X傳播的ST切(qie)割石英，該石英具有極高的機械品質因數(shu)QM>105。

　　2、鈮酸(suan)鋰和(he)鉭酸(suan)鋰

　　這些材料是由氧(yang)八面(mian)體組成的(de)。

　　這些(xie)材料(liao)的居里溫度分別(bie)為1210°C和6600°C。

　　這些(xie)材料對表面(mian)聲(sheng)波(bo)具有高機電(dian)耦合系數。

　　3、鈦酸鋇

　　這些具有摻(chan)雜劑(ji)（例如(ru)Pb或Ca離(li)子(zi)）的材料可以(yi)在(zai)更(geng)寬的溫度(du)范(fan)圍內穩定四方相(xiang)。

　　這(zhe)些最初用于Langevin型(xing)壓(ya)電振動(dong)器。

　　4、壓電陶瓷

　　用Nb5+或(huo)Tr5+等(deng)供體離子摻(chan)雜PZT可提供軟PZT，如PZT-5。

　　用Fe3+或Sc3+等受(shou)體離(li)子摻雜PZT可提供硬質PZT，如PZT-8。

　　5、鈦酸鉛陶瓷

　　由(you)于極低的平面(mian)耦合，這(zhe)些可以產生清晰的超(chao)聲(sheng)成像。

　　近年來，對于超(chao)聲換能器(qi)和機(ji)電致動器(qi)，正在開發具有(you)準同性相(xiang)界(MPB)的單晶弛豫鐵(tie)電體。

　　6、壓電聚合物

　　壓(ya)電聚合(he)物具有某些共同特性，例如：

　　小的壓電d常數使(shi)它們成為致動器的不錯選擇。

　　大g常(chang)數(shu)使它們成為傳感器(qi)的不錯選擇。

　　這些材料由于(yu)重(zhong)量輕、彈性軟，具有與水或人體(ti)良好的聲阻抗匹配。

　　低QM導致寬諧振帶寬。

　　是定向麥(mai)克風(feng)和超聲波水(shui)聽器的首選材料(liao)。

　　7、壓電(dian)復(fu)合材料

　　由(you)壓電陶瓷和聚合(he)物相組成的壓電復合(he)材料形(xing)成優良的壓電材料。

　　高耦合系數(shu)、低聲阻抗、機械柔韌(ren)性(xing)是這些材料(liao)的特征。

　　這(zhe)些材料特(te)別適用于水下(xia)聲(sheng)(sheng)納和醫(yi)學(xue)診斷超聲(sheng)(sheng)換能器應用。

　　8、薄膜

　　ZnO薄膜由于具有較大的壓電耦(ou)合而被廣泛用于體聲(sheng)波和表面(mian)聲(sheng)波器件。

　　基(ji)于上述這些物理、材料(liao)、機電(dian)(dian)(dian)特性，可以輕(qing)松(song)區(qu)分壓電(dian)(dian)(dian)材料(liao)，這些特性有助(zhu)于我們為我們的應用選擇最(zui)好的壓電(dian)(dian)(dian)材料(liao)。

　　壓(ya)電材(cai)料實驗中(zhong)經(jing)常需要使用(yong)高壓(ya)放(fang)大(da)(da)(da)(da)器進行驅動，ATA-2000系列是一款(kuan)理想(xiang)的(de)(de)可(ke)放(fang)大(da)(da)(da)(da)交、直(zhi)流(liu)信(xin)號的(de)(de)高壓(ya)放(fang)大(da)(da)(da)(da)器。最大(da)(da)(da)(da)差分輸出1600Vp-p(±800Vp)高壓(ya)，可(ke)以驅動高壓(ya)型負(fu)載。電壓(ya)增益數控可(ke)調，一鍵保存常用(yong)設置，為您提供了方(fang)便簡潔的(de)(de)操(cao)作(zuo)選擇，同時雙通(tong)道高壓(ya)放(fang)大(da)(da)(da)(da)器輸出還可(ke)同步調節，可(ke)與主流(liu)的(de)(de)信(xin)號發生器配套使用(yong)，實現信(xin)號的(de)(de)放(fang)大(da)(da)(da)(da)。