锆钛酸铅( PZT )在压电陶瓷驱动器中的应用1 前言智能材料包括感知材料和驱动材料。
感知材料是一类对外界或内部的应力、应变、热、光、电、磁、辐射能和化学量等参量具有感知功能的材料,用它们可以制成各种传感器件; 驱动材料则是能对环境条件或内部状态变化作出响应并执行动作的材料, 用它们可以制成各种驱动器件。
智能器件是由智能材料所制成的、具备传感驱动功能的执行器。
智能结构则是由材料和器件所构成的, 集传感、信号处理、控制和驱动于一体的材料系统或结构体系, 它能感知环境或内部参量, 进行信息处理, 发出指令, 执行并完成动作, 从而实现自诊断、自修复和自适应等多种功能。
智能材料系统和结构的应用十分广泛, 不仅在国防尖端武器如飞机、军舰等, 而且在国民经济各个领域, 特别是高技术领域具有重大战略意义。
当前完成智能材料系统和结构的主要材料有形状记忆材料、压电材料( 含压电陶瓷、压电聚合物) 、电致伸缩材料、光纤和电流变体、磁流变体等。
利用这些机敏材料的功能, 加上巧妙精细的复合设计和制作便得到驱动、传感和控制于一体的材料系统和结构。
压电材料是智能材料系统和结构中的一类主要材料。
具有压电效应的电介质晶体在机械应力的作用下将产生极化并形成表面电荷, 若将这类电介质晶体置于电场中, 电场的作用将引起电介质内部正负电荷中心发生相对位移而导致形变。
由于压电材料具有上述特性, 故可实现传感元件与动作元件的统一。
压电材料可广泛地应用于智能材料与结构中, 特别是可以有效地用于材料损伤自诊断、自适应、减振与噪声控制等方面。
压电材料发展的类型主要有单晶、多晶、微晶玻璃、有机高分子、复合材料等。
20世纪80年代以来，随着压电陶瓷材料从二元系向三元、多元系的开发研究高潮的结束，压电材料的研究一度进展缓慢。
随着科学技术快速发展，应用需求牵引下的开发探索给予了压电材料研究的新动力，加上科技工作者在基础性研究和生产工艺改进上的不懈努力，近十几年来，新型的压电材料不断涌现出，使得压电材料研究的面貌焕然一新。
