压电生物陶瓷结构与原理

压电效应是指某些电介质(无对称中心的晶体)在机械应力的作用下，辽宁聚焦陶瓷片，产生形变，极化状态发生变化，故使晶体两端表面出现符号相反的电荷。压电效应包括正、逆压电效应。在某些没有对称中心的晶体中，还可以由于温度的变化产生极化，导致表面电荷变化，这种现象称为热释电效应。热释电效应是由于晶体中存在自发极化引起的，压电体不一定都具有热释电性。在热释电晶体中，有若干种晶体不但在某温度范围内具有自发极化，而且其自发极化强度可以因外电场而反向，这即是铁电体。因此电介质、压电体、热释电体、铁电体之间是层层包容的关系。一种经极化处理、具有压电作用的铁电陶瓷称为压电陶瓷。从晶体结构看，属于钙钛矿型、钨青铜型、层状铋钮化合物、烧绿石型化合物以及以PZT为基的四元系陶瓷等都具有压电性。常用的压电陶瓷如钛酸钡陶瓷、钛酸铅陶瓷、锆钛酸铅陶瓷(简称PZT)、以PZT为基的三元系陶瓷和铌酸盐系压电陶瓷等都属钙钛矿型。

压电陶瓷压电材料的选择

压电换能器材料的主要性能参数有：(1) 压电应变常数表示当压电晶体受到外界的单位电压时，所产生的应变大小。(2) 压电电压常数表示当压电晶体上受到外界单位应力时，所产生的电压梯度大小。这两个参数是衡量压电晶体材料发射性能的重要参数，参数越大，发射性能越好，发射灵敏度越高。(3) 频率常数压电晶片的固有频率和其厚度乘积是一个常数，称为频率常数N，由此看出晶片厚度与谐振频率成反比，聚焦陶瓷片哪家好，而超声波的频率主要取决于晶片的厚度和晶片中的声速。

压电陶瓷元件的振荡状态

振荡状态或模式与变形是由个体的几何形状、机械-弹性特征以及电场和极化的方向决定的。

压电陶瓷是一种能将机械能和电能相互转换的功能陶瓷，在谐振器、传感器、超声换能器、驱动器、滤波器、电子点火器等方面有着广泛的应用。锆钛酸铅（Pb(Zr1-xTiO3)，PZT）陶瓷具有优良的压电、介电性能。由于其稳定性好，精度高，能量转换，响应速度快，聚焦陶瓷片价格，机械品质因子、压电系数、机电耦合常数明显优于无铅压电陶瓷，被广泛应用于压电传感及驱动领域，如超声换能器等，对结构健康检测、能量采集等领域具有重大意义。

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