【大學(xué)課件】壓電材料PPT

1、壓電材料 ppt課件1前言壓電效應(yīng)是由居里兄弟皮爾（P.Curie）與杰克斯（J.Curie）所發(fā)現(xiàn)的，時間在年，他們有系統(tǒng)的研究了施壓方向與電場強度間的關(guān)系，及預(yù)測某類晶體具有壓電效應(yīng)。壓電在現(xiàn)今的應(yīng)用很廣，利用這種物理現(xiàn)象，工程上可發(fā)展出許多方便性的產(chǎn)品。 ppt課件2壓電效應(yīng)(Piezoelectric)的解釋 為電能與力能量在材料間可互相轉(zhuǎn)換的物理現(xiàn)象，在一個具有壓電性質(zhì)的材料施加外力，并在材料的二端連接出回路，則可在回路中測得電壓，同理，在材料上施加電壓，則材料內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力使晶體的排列產(chǎn)生形變。 ppt課件3大綱壓電陶瓷及導(dǎo)電陶瓷壓電材料新星環(huán)保鐵酸鉍結(jié)論文獻ppt課件4壹、壓電陶瓷及

2、導(dǎo)電陶瓷 壓電陶瓷是一種可以使電能和機械能相互轉(zhuǎn)換的特殊陶瓷材料。它主要是藉由燒結(jié)而形成的一種多晶材料，是由許多粒徑在幾個微米左右的小晶粒所組成，主要成分是鉛、鈦和鋯的氧化物。壓電陶瓷的種類很多，但比較有發(fā)展前途的是鈦酸鋇和鋯鈦酸鉛的壓電陶瓷。 ppt課件5壓電陶瓷的主要功能是使得機械能與電能可以相互轉(zhuǎn)換。對壓電陶瓷施加壓力時，它就會產(chǎn)生電位差；如果對壓電陶瓷施加電壓，它就會產(chǎn)生機械應(yīng)力。如果對壓電陶瓷施加一個高頻振動，它就會產(chǎn)生高頻電流；如果在壓電陶瓷上施加高頻的電訊號，它就會產(chǎn)生高頻的機械振動。 ppt課件6能以不同方式導(dǎo)電導(dǎo)電陶瓷是一類能導(dǎo)電的陶瓷材料。雖然傳統(tǒng)陶瓷良好的絕緣性，但是一些

3、新型陶瓷能夠?qū)щ姡缬锰蓟柚瞥傻奶沾墒请姷膬?yōu)良導(dǎo)體，而用氧化物或復(fù)合氧化物制成的新型陶瓷材料，可以是良好的絕緣體，也可以是電子的導(dǎo)體、離子的導(dǎo)體或半導(dǎo)體等 ppt課件7一、電子導(dǎo)電陶瓷電子導(dǎo)電陶瓷是依靠加熱或以其他方法啟動后，產(chǎn)生自由電子，在外加電場的作用下，進行導(dǎo)電的一種陶瓷材料。電子導(dǎo)電陶瓷不僅是良好的電熱材料，也是磁流體發(fā)電機優(yōu)先考慮使用的電極材料。 ppt課件8二、離子導(dǎo)電陶瓷離子導(dǎo)電陶瓷是一種像電解質(zhì)溶液或電解質(zhì)熔融體，具有高離子導(dǎo)電性的固體陶瓷材料，又稱作離子導(dǎo)體。所謂離子導(dǎo)電性，是指物質(zhì)的導(dǎo)電是依靠自由離子的定向遷移所完成的。ppt課件9在離子導(dǎo)電陶瓷的結(jié)構(gòu)中，有大量的缺陷、

4、空洞、通道等，使得離子可以遷移，而產(chǎn)生搬運電荷的作用。 離子導(dǎo)電陶瓷也可以用來制作一些新型的固態(tài)電池，還可以利用離子導(dǎo)電陶瓷的離子遷移特性，制成離子選擇電極的選擇膜，也就是離子濃度傳感器，進而快速、準(zhǔn)確地量測被測離子的濃度，甚至可以用來提煉純金屬等。 ppt課件10三、半導(dǎo)體陶瓷半導(dǎo)體陶瓷是具有半導(dǎo)體性能的一類陶瓷，主要有鈦酸鐵陶瓷和氧化鋅陶瓷。ppt課件11半導(dǎo)體陶瓷可以做為氣體感測材料，有著廣闊的應(yīng)用前景。由于半導(dǎo)體陶瓷對一些氣體有高度的靈敏度，使用的溫度也可以比較高，因此可以用來檢測包括氧化性氣體、還原性氣體和可燃性氣體的各類氣體。 此外，半導(dǎo)體陶瓷還可以做成各種電子組件。例如，鈦酸鋇陶

5、瓷可以用于定溫發(fā)熱體、溫度檢測組件等。ppt課件12貳、壓電材料新星環(huán)保鐵酸鉍目前最好的壓電材料是使用鈦酸鉛（PbTiO3）和鋯酸鉛（PbZrO3）混合制成的復(fù)合材料，通電時形變程度最多可達20%，但鉛具有毒性，制程相當(dāng)麻煩。交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)系助理教授朱英豪與國外團隊合作，研發(fā)出通電后形變程度也可達20%的無毒單一壓電材料鐵酸鉍，這項研究刊載于2009年11月13日的科學(xué)。 ppt課件13朱英豪說，傳統(tǒng)好的壓電特性材料，必須至少鉛等兩種以上的材料混合，才能收集震動能量，提升壓電效應(yīng)。研究團隊則創(chuàng)新嘗試用鐵酸鉍，應(yīng)用在壓電材料，實驗后發(fā)現(xiàn)，鐵酸鉍效率也比現(xiàn)有材料高，是單一材質(zhì)，可望取代含

6、鉛的壓電材料。 壓電材料應(yīng)用很廣泛，以色列曾經(jīng)考慮在柏油上鋪壓電材料，只要車輛經(jīng)過就能產(chǎn)生電能，收集這些電能可成為新能源；另外，潮汐會沖擊海岸，只要在岸邊鋪設(shè)壓電材料板，就能透過壓電材料把潮汐轉(zhuǎn)換成電能。ppt課件14參、結(jié)論這么多種的壓電陶瓷及導(dǎo)電陶瓷材料，不僅改變了我們身處的環(huán)境，也使我們的生活日益美滿。 分析鐵酸鉍發(fā)現(xiàn)，比目前現(xiàn)有的壓電材料效能高，加上不用復(fù)雜的混和過程，可簡化制作程序。最重要的是鐵酸鉍不含鉛，不傷害人體，一旦擴大應(yīng)用可能一舉取代現(xiàn)有材料，成為新一代的綠能壓電材料。ppt課件15肆、文獻.tw/NSC_INDEX/Journal/EJ0001/9902/9902-10.pdf科學(xué)發(fā)展2010年2月，446蘇明德嘉義大學(xué)應(yīng)用化學(xué)系http:/mag/campus/storypage.jsp?f_MAIN_ID=11&f_SUB_ID=3022&f_ART_ID=2216752009-11-13 新聞速報 中