作者：宋海龙 汪勇 李昊东 金丹
来源：《硅谷》2014年第23期
摘 要 压电效应技术以其特有的优势在能源紧缺的今天发挥了显著的作用。自该技术使用以来，开发出了包括压电晶体、PbTiO3系压电材料、压电陶瓷及高聚物复合材料等新型压电材料。目前压电效应技术在换能器、驱动器、传感器等方面得到了广泛应用。 关键词 压电效应；压电陶瓷；换能器；传感器
中图分类号：TM201 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）23-0107-02
世界经济的快速发展导致了能源消耗的剧增，随着不可再生能源的日渐枯竭以及出于对环境的保护，各国都在大力发展可持续的清洁能源。光能、风能、太阳能等清洁能源逐渐引起人们的重视[1-2]。利用压电效应可进行压力发电，因其具有结构简单、不发热、无电磁干扰、无污染和易于实现小型化和集成化等优点，并且随着压电材料压电性能的提高及新型电力电子器件的使用，能够满足低耗能产品的电能需求而成为目前研究的热点之一[3]。
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1 压电效应原理
某些电介质在沿一定方向受外力作用而变形时，内部产生极化的同时，在晶体的两个相对的表面上出现正负电荷，此现象称为压电效应[4]。压电效应分为正压电效应和逆压电效应。所谓正压电效应是指晶体因机械应力的作用而使其介质化，并使其表面荷电的效应。反之，当在晶体外部施加电场时，受电场影响的晶体会产生机械形变，称为逆压电效应。
2 压电材料分类电子岗哨
555集成块 压电材料经历了石英晶体、压电陶瓷、压电聚合物和压电复合材料等几个里程碑式的发展，现针对压电材料的主要类型进行简要介绍。
1）压电晶体。
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压电晶体是较早的压电效应应用的材料，主要有石英晶体（SiO2）、水溶性压电晶体（酒石酸钾钠）以及铌酸锂晶体，由于压电单晶体的性能稳定，造价高昂，一般仅限用于标准仪器或精度要求较高的传感器。压电陶瓷技术的发展逐渐有替代上述材料的趋势。但
是近些年来，各国学者为研制出新型晶体压电材料，做了大量工作。目前已研发出了最高可达2600pc/N，k33可高达0.95的单晶压电体，其储能密度可达130J/kg，是压电陶瓷储能密度的10多倍。针对此类压电材料的生产工艺研究已在美国、日本、俄罗斯和中国开展了部分工作，其批量生产的成功必将扩大压电材料的进一步应用。
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