压电陶瓷的生产工艺

压电陶瓷的生产工艺压电陶瓷的生产工艺通常包括原料准备、制备成型、烧制、铝电极刮涂和电性能测试等步骤。

下面将对其中的几个主要工艺步骤进行详细介绍。

1. 原料准备压电陶瓷的主要原材料包括氧化物（如铅酸钛、铌酸锂等），稳定剂，促进剂等。

首先需要将这些原料按照一定比例进行混合。

在混合过程中需要注意原料的均匀性，可以使用球磨机等设备对原料进行研磨和混合。

2. 制备成型将原料混合均匀后，需要将其制备成特定的形状，常见的制备成型方法包括浇注法、模压法和注射成型等。

其中最常见的方法是模压法，即将原料放入特定的模具中，在高压下进行成型，获得所需的形状。

制备成型时需要注意原料的充填度和均匀性，同时要控制成型压力和温度。

3. 烧制制备成型后的陶瓷需要进行烧制，以使其达到所需的致密度和结晶度。

烧制过程通常包括预烧和烧结两个阶段。

预烧是在低温下进行的，用于去除陶瓷中的有机物和水分，并使其成型完成。

烧结则是在高温下进行的，使原料中的氧化物发生化学反应，形成稳定的结晶相。

烧制温度和时间的控制对于压电陶瓷的性能具有重要影响。

4. 铝电极刮涂烧制完成后的压电陶瓷需要进行铝电极的刮涂。

铝电极是用于接触和收集陶瓷材料中的电荷的导电材料。

刮涂的方法通常是使用脱模胶进行模具涂层脱模，保护胶进行背胶刮涂，然后进行铝电极的刮涂。

刮涂完毕后，需要进行烘烤以去除胶体。

5. 电性能测试最后，对制备完成的压电陶瓷进行电性能测试。

常见的电性能测试包括介电常数、压电常数、压电劈裂场、电机械耦合系数等。

测试结果可通过测试仪器进行检测和记录。

除了以上的主要工艺步骤，压电陶瓷的生产工艺还包括研磨、退火和表面处理等工艺。

这些工艺步骤的控制和优化对于获得高质量的压电陶瓷产品具有重要意义。

压电陶瓷制备工艺简介
配料
预烧
球磨 成型 烧结
电极
极化
测量
测量
球磨
排塑
配料和球磨:
根据配方和所需样品的数量,计算各种原料所需重量;根据配方计算进行称料; 球磨:(混合均匀,颗粒更细);烘干
得到生料预烧:
目的:合成所需要的材料;
通常把粉料压大块后进行预烧.
23
calcine
BaO TiO BaTiO
+−−−→
3232
calcine
BaCO TiO BaTiO CO
+−−−→+↑
球磨:
二次球磨;
预烧后的原料再次进行球磨混合;
烘干得到熟料；成型:
目的:把粉料制备成所需要元件的几何形状;常见的成型工艺有:干压、轧膜和流延。

干压成型:
圆片、方片、长条；熟料+黏合剂，
制粒（容易成型，成瓷效果）
油压机/千斤顶
压片机轧膜：
厚膜；
加更多黏合剂；轧膜机
流延：
薄膜；
加更多黏合剂；
排塑：
通过加高温把样品内的黏合剂分解挥发掉
烧结：
成瓷，比较关键电极：
在样品上制备上电极，用于测量和使用；
烧银、蒸镀、溅射
极化：
加直流高压使电畴转向，呈现压电性。

极化电压
极化温度
极化时间测量：
物理性能测试介电、压电等
新工艺
•粉料制备：化学方法合成，纳米，超细•热压烧结：提高致密度
•织构法：….。

压电陶瓷工艺流程压电陶瓷工艺流程是指通过一系列的步骤和工艺操作，将原材料转化为压电陶瓷产品的过程。

下面是一篇关于压电陶瓷工艺流程的700字的文章。

压电陶瓷工艺流程是指将原材料经过多道工序的加工和处理，最终得到压电陶瓷产品的过程。

下面我们来介绍一下压电陶瓷工艺流程的具体步骤和操作。

首先，我们需要准备好原材料。

压电陶瓷的原材料主要包括氧化物粉末和添加剂等。

根据不同的压电陶瓷产品的要求，选择不同的原材料进行配比。

接下来，我们需要将原材料进行混合。

将不同种类的氧化物粉末和添加剂按照一定比例放入搅拌机中进行搅拌混合，以确保原材料的均匀性。

然后，我们将混合后的原材料进行球磨。

通过球磨机的作用，可以使得原材料更加细化，提高其活性和可塑性。

接着，我们需要将球磨后的原材料进行干燥。

将湿润的原材料放入干燥箱中进行干燥，以除去其中的水分，以便后续的成型操作。

然后，我们需要将干燥后的原材料进行筛分。

通过筛分操作，可以确保原材料的颗粒大小的均匀性，以便后续的成型和烧结操作。

接下来，我们需要将筛分后的原材料进行成型。

根据不同的产品要求，选择不同的成型方法，常见的有注塑成型、压制成型等。

通过成型操作，将原材料转化为所需的形状和尺寸。

然后，我们需要将成型后的原材料进行烧结。

将成型后的原材料放入烧结炉中进行高温烧结，以使得原材料中的粒子结合成坚固的结构，并形成压电效应。

最后，我们需要对烧结后的产品进行表面处理。

通过抛光、打磨、清洗等操作，使得产品表面光滑细腻，以提高产品的质量和外观。

以上就是压电陶瓷工艺流程的一般步骤和操作。

通过以上的工艺流程，原材料可以经过一系列的加工和处理，最终得到满足产品要求的压电陶瓷产品。

这些压电陶瓷产品广泛应用于传感器、换能器、微波器件等领域，为人们的生活和工作提供了便利。

PZT陶瓷制备一、PZT陶瓷制备的工艺流程压电陶瓷生产的工艺流程（以传统固相烧结为例）为：配料→球磨→过滤、干燥→预烧→二次球磨→过滤、干燥→过筛→成型→排塑→烧结→精修→上电极→烧银→极化→测试。

1、原料处理首先，根据化学反应式配料。

所用的原料大多数是金属氧化物，少数也可以是碳酸盐（预烧时可分解为氧化物）。

为使生成压电陶瓷的化学反应顺利进行，要求原料细度一般不超过2μm（平均直径）。

提高原料纯度有利于提高产品质量。

通常使用转动球磨机或震动球磨机进行原料混合及粉碎。

另外，在生产中往往还使用气流粉碎法，用高压气流的强力破碎作用，使粉料形成雾状，由于不用球石，可以避免杂质混入，且效率高。

2、预烧中的反应过程预烧过程一般需要经过四个阶段：线性膨胀（室温—400℃）固相反应（400—750℃）收缩（750—850℃）晶粒生长（800-900℃以上）在固相反应过程中，反应可分为四个区域，如图1[1]所示，分别对应于如下的化学过程：区域Ⅰ：未反应；区域Ⅱ：Pb+TiO2→PbTiO3；区域Ⅲ：PbTiO3+PbO+ZrO2→Pb(Zr1-x Ti x)O3；区域Ⅳ：Pb(Zr1-x Ti x)O3系统的反应区域+PbTiO3→Pb(Zr1-x’Ti x’)O3(x＜x’)。

图1 2PbO-TiO2-ZrO2系统的反应区域●—X射线测得点；○化学分析测得点，旁边数字代表已反应的PbO的百分数，烧结时间为零指刚到炉温的时刻；P—正交PbO；Z—单斜ZrO2；T—四方TiO2；PT—四方PbTiO3；PZT—Pb(Zr1-x Ti x)O3固定保温时间2h，改变预烧温度，随着温度的升高，在540℃左右，进入区域Ⅱ，形成PbTiO3；在650℃左右，进入区域Ⅲ，TiO2消失，Pb（Zr,Ti）O3形成；在710℃左右，进入区域Ⅳ，PbO和ZrO2消失；到1200℃时，PbTiO3消失，成为单相的Pb（Zr，Ti）O3。

压电陶瓷工艺流程
压电陶瓷工艺流程一般包括以下几个步骤：
1. 原料准备：选择适合的原料，一般使用铅酸锆和钛酸钡等材料，按照比例混合搅拌，制备出合适的陶瓷粉末。

2. 增湿：将陶瓷粉末与一定量的水混合，使用搅拌器进行搅拌，使粉体与水充分混合。

3. 压制：将混合好的粉末放入模具中，使用压力机对粉末进行压制成型。

通常采用的方法有冲击压制和等静压制两种。

4. 干燥：将成型好的陶瓷坯体放入干燥室进行干燥处理，去除水分。

可以采用自然晾干或者烘干的方式。

5. 烧结：将经过干燥处理的陶瓷坯体放入高温烘炉中进行烧结。

通过控制烧结温度和时间，使陶瓷粉末发生结晶和结合，形成致密的陶瓷块。

6. 精加工：对烧结好的陶瓷块进行机械加工，如切割、磨削等，将其加工成具有特定形状和尺寸的陶瓷产品。

7. 检验：对加工好的陶瓷产品进行质量检验，如厚度、尺寸、电性能等。

8. 包装：将合格的陶瓷产品进行包装，以便储存和运输。

以上是一般常见的压电陶瓷工艺流程，具体的工艺和步骤可能因产品类型和工艺要求的不同而有所差异。

压电陶瓷的制备工艺压电陶瓷是一种具有压电效应的陶瓷材料，具有较高的压电效能和稳定的性能，在压电设备和传感器等领域有广泛应用。

下面将详细介绍压电陶瓷的制备工艺。

压电陶瓷制备工艺主要包括粉体制备、成型、烧结和后处理等步骤。

不同的压电陶瓷材料具有不同的制备工艺，下面将以铅锆钛酸钡（PZT）陶瓷为例进行介绍。

粉体制备是制备压电陶瓷的第一步，其目的是制备出具有良好压电性能的粉体。

一般来说，将过程原料中的铁氧体、碳酸钡、氧化钛和氧化铅等按一定比例混合，然后进行球磨或者其他研磨方法，使其成为微米级的均匀混合物。

成型是将粉体按照设计要求的形状和尺寸进行成型的过程。

常见的成型方法有压制和注射成型两种。

压制方法一般采用球形粉末和模具来制备成型，通过施加足够的压力使其形成所需形状。

注射成型是将粉料和有机胶进行混合，然后将该混合物注入到模具中，并通过脱模焙烧使其成型。

烧结是将成型后的陶瓷坯体加热到一定温度下，使其形成致密的陶瓷体的过程。

具体的烧结温度和时间需要根据不同的陶瓷材料来确定。

在烧结过程中，陶瓷体会发生晶粒长大和析出等变化，从而使其压电性能得到增强。

烧结后的陶瓷体需要进行后处理，主要是为了获得更好的性能。

常见的后处理方法包括水热处理、陶瓷体极化和金属电极附着等。

水热处理是将烧结后的陶瓷体放置在水中进行一定时间的处理，可以进一步提高其致密性和机械性能。

陶瓷体极化是将陶瓷体置于磁场中进行极化处理，通过改变材料的电极化方向来改善其压电性能。

金属电极附着是在陶瓷体上涂覆金属电极，以增加电极附近的压电效应。

除了以上步骤，压电陶瓷的制备还需要控制制备条件、优化配方和选择合适的烧结工艺等。

这些因素都会影响到压电陶瓷的性能和制备效果。

总结起来，压电陶瓷的制备工艺主要包括粉体制备、成型、烧结和后处理等步骤。

在制备过程中需要考虑到原材料的选择和比例、成型和烧结参数的控制以及后处理的优化等因素。

通过合理的制备工艺，可以获得具有良好压电性能和稳定性能的压电陶瓷材料。

压电陶瓷极化工艺压电陶瓷是一种具有正、逆压电效应的功能材料，因其独特的性能在各个领域得到了广泛的应用。

压电陶瓷的性能与其内部结构、制备工艺密切相关，其中极化工艺是影响压电性能的关键环节。

本文将探讨压电陶瓷的极化工艺及其对性能的影响。

一、压电陶瓷的极化工艺1.传统极化工艺传统极化工艺主要包括以下几个步骤：（1）预处理：将原料粉末进行混合、成型，制成素坯。

（2）烧结：将素坯进行高温烧结，形成具有一定微观结构的压电陶瓷体。

（3）极化：在烧结后的陶瓷体上施加外加电压，使其产生电极化。

（4）老化：卸除电压，使陶瓷体在一定时间内保持极化状态，以提高压电性能。

2.改进极化工艺为了提高压电陶瓷的性能，研究人员对传统极化工艺进行了改进，主要包括：（1）低温烧结：降低烧结温度，以减少晶格畸变和缺陷，提高压电性能。

（2）快速烧结：缩短烧结时间，降低烧结温度，以减少晶界和微观缺陷。

（3）高压极化：采用高压电源进行极化，提高极化效率，降低矫顽场。

（4）多次极化：对陶瓷体进行多次极化，以提高极化程度，增强压电性能。

二、极化工艺对压电陶瓷性能的影响1.极化程度的影响极化程度是衡量压电陶瓷性能的重要指标。

一般来说，极化程度越高，压电陶瓷的性能越好。

通过优化极化工艺，可以提高极化程度，从而增强压电性能。

2.矫顽场的影响矫顽场是影响压电陶瓷极化效果的关键因素。

降低矫顽场有利于提高压电陶瓷的极化效果和性能。

通过改进极化工艺，可以降低矫顽场，使铁电畴更容易翻转。

3.温度稳定性的影响压电陶瓷的温度稳定性对其在高温环境下的应用具有重要意义。

优化极化工艺可以提高压电陶瓷的温度稳定性，扩大其应用范围。

4.微观结构的影响压电陶瓷的微观结构对其性能具有重要影响。

通过优化极化工艺，可以改善微观结构，减少晶格畸变和缺陷，从而提高压电性能。

总之，压电陶瓷的极化工艺对其性能具有显著影响。

通过不断优化极化工艺，可以提高压电陶瓷的极化程度、降低矫顽场、提高温度稳定性，进而提升其在各个领域的应用价值。

压电陶瓷的生产工艺压电陶瓷是一种以铅锆酸钛（PZT）为主要成分的陶瓷材料，具有压电效应、热电效应和相应的机械、光学效应等多种特性。

压电陶瓷广泛应用于传感器、换能器、机电一体化、微机械系统、高压电子器件、光学器件等领域。

下面将分别介绍压电陶瓷的生产工艺。

1. 压制压制是压电陶瓷生产的第一步。

将制备好的陶瓷粉末与有机粘结剂混合，通过压力将其压制成绿体（未经烧结的陶瓷坯体）。

压制的方法有手压和机械压制两种。

（1）手压：将混合好的陶瓷粉末捏制成坯体，放在压模中，使用手动压制机将陶瓷粉末压制成绿体。

（2）机械压制：将混合好的陶瓷粉末填充在压模中，使用机械压制机进行压制，制成规整的绿体。

2. 烧结绿体需要烧结成精密的陶瓷陶器。

陶瓷部件在烧结时，需要控制温度、时间、气氛及烧结过程中的形变收缩等因素。

（1）烧结温度：绿体的烧结温度通常高于纯物质的熔点，同时也要考虑到不超过材料的化学变化温度。

对於不同种类压电陶瓷材料，其烧结温度也不相同。

（2）烧结时间：烧结时间与温度、材料和形态有关。

时间相对较长可以获得优异的性能，但会消耗较多的能量和时间。

（3）烧结气氛：烧结气氛有空气、氮气、氢气、氧化物及还原性气氛等不同气氛。

3. 切割加工切割是生产压电陶瓷过程中必不可少的工艺之一。

常见的切割方式有钻孔、铣削和线切割。

（1）钻孔：压电陶瓷良好的穿透性使其成为电性元件的理想选择。

通过钻孔可为电容器提供双极电导和电阻刻度。

（2）铣削：通过CNC磨床、CNC雕铣机等设备，使切割好的陶瓷达到所需的尺寸和形状。

（3）线切割：线切割一般适应于压电陶瓷制品较小的情况，使用锥形砂轮配合尺寸精度高的线切割机。

4. 清洁在生产过程中，压电陶瓷会受到氧化、粉末结块和油污等因素的影响，因此对于生产各个环节的工具、设备和瓷件本身都需要进行清洗处理。

（1）氧化：压电陶瓷易受氧化影响，在生产过程中需采取措施保持瓷件清洁。

（2）粉末结块：陶瓷粉末在储存、运输过程中易生成结块，需要采取防潮、除湿等措施。

压电陶瓷的生产工艺压电陶瓷的生产工艺大致与普通陶瓷的生产工艺相似，但压电陶瓷的生产工艺有自己的特点，所以，在此以PZT即Pb（Zr,Ti）03系陶瓮为主，介绍压电陶瓷的必要工序及制作方法。

压电陶瓷的主要工艺流程：配料——球磨——过滤、干燥——预烧——二次球磨——过滤、干燥——过筛——成型——排塑——烧结——精修——上电极——烧银——极化——测试。

O1原料处理首先，根据化学反应式配料。

所用的原料大多为金属氧化物，少数也可用碳酸盐（预烧时便分解为氧化物）。

为使生成压电陶瓷的化学反应顺利进行，要求原料细度一不超过2μm（平均直径）。

提高原料纯度，有利于提高产品质量，但这个问题不是绝对的，使用纯度较低廉的原料,选择适当的工艺条件，同样可以生产出性能优良的产品。

通常使用转动球磨机或振动球磨机进行原料混合及粉碎。

另外，在生产中往往还使用气流粉碎法，用高压气流的强力破碎作用，使粉料形成雾状，由于不用球石，可以避免杂质混入，而且效率提高。

预烧中的反应过程：预烧过程一般须经过四个阶段：线性膨胀(室温〜400℃)z固相反应(400~750°C),收缩(750~850°C)和晶粒生长(800〜900。

C 以上)o02成型和排塑原料经预烧后，就合成了固溶体化合物。

再经一次粉碎，便可成型。

成型可根据不同的要求采用轧膜、压型或等静压等方式。

成型之前需加入粘合剂。

对轧膜的情况，粘合剂一般是粉料质量的15%〜20%,对压型的情况只需加5%左右。

过多的粘合剂会使制品的致密度降低。

成型后生坯中的粘合剂、水分等必须加温排去，称为排塑或排胶。

03烧结排塑后的生坯重新装炉烧结。

影响烧结的因素很多，首先是配方的化学组成，当配方组成中有足够的活动离子时，烧结容易进行。

例如，PZT中错离子活动性差，所以PZT中错含量增加，烧结温度升高，烧结困难。

添加物对改善压电陶瓷性能和压电陶瓷的烧结起很大作用。

〃软性〃添加物的共同特点是可以使陶瓷性能往"软”的方面变化，也就是提高弹性柔顺系数，降低机械品质因子Qm值，提高介电常数，增大介电损耗。

压电陶瓷的工艺流程
压电陶瓷是一种用于制作压电器件的材料，具有优异的压电性能。

下面将介绍压电陶瓷的工艺流程。

首先，压电陶瓷的生产过程始于原料的准备。

通常使用的原料包括氧化铅、氧化锆、氧化钛等。

这些原料按照一定的配比进行混合，并添加适量的稳定剂和助燃剂，以提高陶瓷的稳定性和烧结能力。

接下来，将混合好的陶瓷原料进行研磨，以使原料颗粒细化，并提高陶瓷的致密度。

研磨后的原料通过筛网进行筛选，去除不符合要求的颗粒。

然后，将筛选后的原料与一定量的有机溶剂混合，形成糊状物料。

该糊状物料需要进行脱泡处理，以去除其中的气泡，防止在后续的成型过程中对陶瓷产生不良影响。

接着，将脱泡后的糊状物料进行成型。

成型的方式可以采用注射成型、挤压成型等方法。

通过成型过程，获得所需形状的陶瓷坯体。

成型后的陶瓷坯体需要进行干燥处理，以去除其中的水分。

一般采用自然风干或者烘干的方式进行，确保陶瓷坯体的完全干燥。

干燥后的陶瓷坯体需要进行烧结处理。

烧结的温度通常较高，需要根据具体的材料和要求进行调整。

烧结的过程中，陶瓷坯
体会发生晶粒长大和相变等变化，进一步提高陶瓷的致密度和性能。

最后，将烧结完成的陶瓷进行机械加工和表面处理，以进一步提高陶瓷的精度和光洁度。

机械加工一般包括磨削、抛光等工艺，表面处理可以采用涂覆、喷漆等方式。

以上就是压电陶瓷的工艺流程。

通过严谨的原料配比、细致的工艺操作和精湛的加工技术，可以制备出性能优良的压电陶瓷器件。

压电陶瓷的工艺流程压电陶瓷是一种特殊的陶瓷材料，具有压电效应，可以在受到机械应力或电场刺激时产生电荷，也可以在受到外加电压时产生机械变形。

压电陶瓷在声波传感器、超声波发生器、压电陶瓷换能器等领域有着广泛的应用。

下面将介绍压电陶瓷的制造工艺流程。

1. 材料准备压电陶瓷的主要原料是氧化铅和氧化锆，此外还需要添加一定比例的助熔剂和稳定剂。

首先需要将这些原料按照一定的配方比例进行混合，以确保最终制成的陶瓷材料具有均匀的化学成分。

2. 粉碎和混合将原料进行粉碎，然后进行混合，以确保各种原料能够充分混合均匀，这样可以提高后续成型的均匀性和稳定性。

3. 成型将混合后的陶瓷粉末放入模具中，然后施加一定的压力进行成型。

常用的成型方法包括干压成型和注射成型。

干压成型是将陶瓷粉末放入模具中，然后施加高压进行成型；而注射成型是将陶瓷粉末与一定比例的有机添加剂混合后，通过注射成型机将其注入模具中，然后进行脱脂和烧结得到成品。

4. 烧结成型后的陶瓷坯体需要进行烧结，以提高其致密度和力学性能。

烧结温度和时间需要根据具体的配方和工艺要求进行控制，通常在氧化性气氛下进行烧结，以确保陶瓷材料的化学成分不发生变化。

5. 加工经过烧结后的陶瓷坯体需要进行加工，包括精密加工和表面处理。

精密加工包括车削、磨削和抛光等工艺，以确保陶瓷制品的尺寸精度和表面粗糙度符合要求。

表面处理则包括涂层、镀膜等工艺，以提高陶瓷制品的性能和外观。

6. 测试制成的压电陶瓷制品需要进行严格的测试，以确保其性能符合要求。

常见的测试项目包括压电性能测试、力学性能测试、尺寸精度测试等。

通过以上工艺流程，可以制备出高质量的压电陶瓷制品，满足各种工业和科研领域的需求。

压电陶瓷的制备工艺虽然复杂，但通过严格的工艺控制和精密的加工技术，可以获得稳定的产品质量和良好的性能表现。

（⼯艺技术）压电陶瓷的压电原理与制作⼯艺压电陶瓷的压电原理与制作⼯艺1. 压电陶瓷的⽤途随着⾼新技术的不断发展，对材料提出了⼀系列新的要求。

⽽压电陶瓷作为⼀种新型的功能材料占有重要的地位，其应⽤也⽇益⼴泛。

压电陶瓷的主要应⽤领域举例如表1所⽰。

表1压电陶瓷的主要应⽤领域举例2. 压电陶瓷的压电原理2.1压电现象与压电效应在压电陶瓷打⽕瓷柱垂直于电极⾯上施加压⼒，它会产⽣形变，同时还会产⽣⾼压放电。

在压电蜂鸣器电极上施加声频交变电压信号，它会产⽣形变，同时还会发出声响。

归纳这些类似现象，可得到正、逆压电效应的概念，即：压电陶瓷因受⼒形变⽽产⽣电的效应，称为正压电效应。

压电陶瓷因加电压⽽产⽣形变的效应，称为逆压电效应。

2.2压电陶瓷的内部结构材料学知识告诉我们，任何材料的性质是由其内部结构决定的，因⽽要了解压电陶瓷的压电原理，明⽩压电效应产⽣的原因，⾸先必须知道压电陶瓷的内部结构。

2.2.1压电陶瓷是多晶体⽤现代仪器分析表征压电陶瓷结构，可以得到以下⼏点认识：(1) 压电陶瓷由⼀颗颗⼩晶粒⽆规则镶嵌”⽽成，如图1所⽰。

图1 BSPT压电陶瓷样品断⾯SEM照⽚(2) 每个⼩晶粒微观上是由原⼦或离⼦有规则排列成晶格，可看为⼀粒⼩单晶, 如图2所⽰。

图2原⼦在空间规则排列⽽成晶格⽰意图(3) 每个⼩晶粒内还具有铁电畴组织，如图3所⽰。

图3 PZT陶瓷中电畴结构的电⼦显微镜照⽚（4）整体看来，晶粒与晶粒的晶格⽅向不⼀定相同，排列是混乱⽽⽆规则的，如图4所⽰。

这样的结构，我们称其为多晶体。

图4压电陶瓷晶粒的晶格取向⽰意图2.2.2压电陶瓷的晶胞结构与⾃发极化（1）晶胞结构⽬前应⽤最⼴泛的压电陶瓷是钙钛矿（CaTiO3）型结构，如PbTiO3、BaTiO3、K x Na i-x NbO3、Pb（Zr x Ti i-x）03等。

该类材料的化学通式为ABO3。

式中A的电价数为1或2，B的电价为4或5价。

其晶胞（晶格中的结构单元）结构如图5所⽰。

压电陶瓷的生产与应用研究一、引言压电陶瓷是指通过压力作用下会产生电荷分布的功能性陶瓷材料。

其具有压电效应、声表面波效应、频率稳定性等特点，广泛应用于声电子、精密仪器等领域。

本文主要介绍压电陶瓷的生产工艺和应用研究。

二、压电陶瓷的生产工艺压电陶瓷的生产工艺主要包括材料制备、成型、烧结等环节。

1．材料制备常用的材料有钛酸钡、铅锆钛酸钡、铅硅酸钡、铁酸锆等。

首先将这些材料按一定比例混合，经过球磨或搅拌等步骤均匀混合，再经过筛选去除杂质。

然后将混合材料在加热条件下进行干燥处理，以去除其中的水分和挥发性有机物，得到均匀的粉末。

2．成型常见的成型方式有干压成型、注塑成型、压注成型等。

其中，干压成型是最常见的一种方式。

将混合后的粉末通过模具压制成所需的形状，压制后会留下一定的压力，使得陶瓷材料具有压电效应。

3．烧结将成型的陶瓷材料放入烧结炉中，在一定的温度下进行烧结处理。

这个过程中，材料会发生一系列化学反应，使得材料的密度和强度逐渐提高，从而获得压电陶瓷材料。

三、压电陶瓷的应用研究压电陶瓷的应用主要集中在声电子领域和精密仪器领域。

1．声电子领域在声电子领域，压电陶瓷主要应用于扬声器、麦克风等设备。

薄膜压电陶瓷作为扬声器的振动板材料，具有机械刚性好、振动频率稳定等优点，被广泛应用于手机、汽车音响等场合。

而声圈压电陶瓷广泛用于麦克风等设备中，具有电荷稳定、压电系数高等特点，能够提高设备音质、稳定性等。

2．精密仪器领域在精密仪器领域，压电陶瓷主要应用于陀螺仪、压力传感器等设备中。

前者是指利用压电陶瓷材料的压电效应对转动角度进行检测，并结合信号处理与控制器处理后得到最终数据，广泛应用于航空航天领域等。

后者则是指压电陶瓷作为灵敏元件，利用其高灵敏度、快速响应等特点，可用于测量大气压力、流体压力等参数，被广泛应用于工业自动化、医疗卫生等领域。

四、现状和发展趋势压电陶瓷的应用范围越来越广泛，并且有不断的技术创新。

其中，薄膜压电陶瓷材料、高温压电陶瓷材料等就是近年来的创新方向。

压电陶瓷的压电原理及制作工艺压电陶瓷是一种能够通过外加电压变形的材料，具有压电效应，即在外加电场的作用下，材料会产生机械变形；同时，当材料产生机械应力时，也会在其表面产生电荷分布。

压电陶瓷的压电效应是通过压电晶体的极化现象实现的。

压电陶瓷的制作工艺包括成分设计、制备、成型、烧结和极化等环节。

压电陶瓷的压电原理是基于压电效应的。

压电效应是指在应力作用下，晶体的分子结构发生改变，电荷重新排列，从而产生电荷的分布。

压电陶瓷的分子结构中，锆、钛、铁等离子在晶体中反复摆动，使得晶体的极性发生改变，从而引起电荷的分布。

当外加电场存在时，电场作用下的电荷摆动会增强压电效应。

1.成分设计：根据所需的电特性和机械特性，选择适当的无机氧化物材料组成压电陶瓷的成分。

通常采用的材料有PZT（铅锆钛）、PZN（铅锆钛酸钠）和PMN（铅镁钼酸钠）等。

2.制备：以合适的方式将所需的材料按照一定比例混合，形成混合物。

通常可以采用球磨或干法混合等方式进行材料的制备。

3.成型：将混合物进行成形，常用的方法有注塑成型、挤出成型和压制成型等。

在成型过程中，可以加入适量的添加剂，以调整材料的流动性和成型性能。

4.烧结：将成型后的陶瓷坯体进行烧结，使其在高温下形成致密的结构。

烧结的温度和时间会对陶瓷的性能产生重要影响。

5.极化：将烧结后的陶瓷材料放入极化装置中，施加高强度的电场进行极化处理。

极化可以增强材料的压电效应，提高其性能。

除了以上几个主要的制作步骤，还有一些其他的辅助工艺，比如表面处理、切割和电极连接等，以满足具体的应用需求。

总之，压电陶瓷是一种利用压电效应实现机械变形和电能转换的材料。

其制作工艺包括成分设计、制备、成型、烧结和极化等步骤。

压电陶瓷在各个领域都有广泛的应用，如声波和超声波发生器、压电换能器、压电陶瓷驱动器等。

压电陶瓷生产工艺流程压电陶瓷是一种具有压电效应的陶瓷材料，广泛应用于传感器、压电换能器、滤波器等领域。

在压电陶瓷的生产过程中，需要经过多个工艺流程，包括原料制备、成型、烧结和后处理等环节。

首先是原料制备。

压电陶瓷的主要成分是氧化物，常见的有锆酸钛、铅锆酸钛等。

原料的制备通常包括粉体的选择和准备。

根据具体的要求，选取合适的原料并进行粉碎、筛分和混合，以保证原料的均匀性和纯度。

接下来是成型过程。

成型是将原料粉末制成所需形状的重要环节。

常用的成型方法有压制法和注塑法。

压制法是将混合均匀的原料粉末放入模具中，施加一定的压力使其成型。

注塑法则是将原料粉末与有机添加剂混合后加热熔融，通过注射机将熔融物注入模具中，并经过冷却固化成型。

成型过程中需要控制好温度、压力和时间等参数，以确保成型件的尺寸和形状符合要求。

然后是烧结过程。

烧结是将成型件加热至高温，使其颗粒间发生结合，形成致密的陶瓷材料。

烧结温度和时间的选择需要根据具体的原料和产品要求来确定。

在烧结过程中，要注意陶瓷材料的收缩和氧化等现象，以避免产生裂纹和气孔等缺陷。

最后是后处理。

后处理是对烧结后的陶瓷进行表面处理和性能调整。

常见的后处理方法有抛光、镀膜、切割和电极化等。

抛光可以提高陶瓷的表面光洁度；镀膜可以改善陶瓷的导电性能；切割则是将陶瓷切割成所需形状和尺寸；电极化是通过电场作用使陶瓷产生压电效应。

总结起来，压电陶瓷的生产工艺流程包括原料制备、成型、烧结和后处理等环节。

每个环节都需要掌握相应的工艺参数和操作技术，以确保最终产品的质量和性能符合要求。

压电陶瓷的广泛应用离不开这些精细的生产工艺，未来随着科技的发展和需求的增加，压电陶瓷的生产工艺也将不断进一步完善和创新。

2.2 压电陶瓷的制备2.2.1 样品方案设计表2-3 （1-x）BCZT-xBiScO3各原料的配比和质量x（mol%）BaCO3（g）CaCO3（g）TiO2（g）ZrO2（g）Bi2O3（g）Sc2O3 （g）0.2（1号）14.6952 1.3153 6.2971 1.0752 5.1027 1.51020.4（2号）10.7496 0.9619 4.6052 0.7895 9.9512 2.94530.6（3号） 6.9906 0.6269 2.9955 0.5135 14.5641 4.31050.8（4号） 3.4124 0.3054 1.4622 0.2507 18.9582 5.6111要想得到理想的实验结果就必须注重实验的每一个环节，包括原料的选择和称量，确保纯度达到实验要求减少杂质对实验结果的影响。

配方原料根据实验化学式（1-x）BCZT-xBiScO3配料。

根据原料纯度和配方计算出各原料的量，将所需要的原料放在烘箱内烘干，用分析天平称量。

称量时应注意药勺的清洁，防止样品污染，应按照先轻后重的顺序称量，尽量极少误差。

2.2.2 混料混料是将称量好的原料混合均匀、相互接触，以利于预烧时各原料间充分的化学反应。

操作中应小心谨慎，防止药品污染。

2.2.3 一次球磨球磨是最常用的一种粉碎和混合装置。

被粉碎的物料和球磨介质装在一个圆筒形容器球磨罐中。

球磨罐旋转时，带动球撞击和研磨物料，达到粉碎的目的。

球磨可以改善原料的显微特征，提高原料在微观尺度上的均匀性，有利于预烧时各原料间充分进行反应。

在球磨罐中加入适量的无水乙醇、锆球，料球比约为1:2，对原料进行机械混合。

刚开始球磨时，保持转速为600-700转/分，保持几分钟之后加速，转速升至2000转/分左右时，使转速保持不变，球磨时间为4小时。

2.2.4烘干将烘箱升温至120 ℃，将一次球磨之后的料倒入玻璃皿中，放入烘箱，保温30 min。