壓電陶瓷微位移器是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新型微位移器件,它具有體積小、重量輕、精度和分辨率高、頻響高、出力大等優(yōu)點(diǎn),在光學(xué)、電子、航天航空、機(jī)械制造、生物工程、機(jī)器人等技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,而且日益受到重視。壓電陶瓷的特性和性能指標(biāo)直接影響機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，壓電陶瓷微位移器是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新型微位移器件,它具有體積小、重量輕、精度和分辨率高、頻響高、出力大等優(yōu)點(diǎn),在光學(xué)、電子、航天航空、機(jī)械制造、生物工程、機(jī)器人等技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,而且日益受到重視。隨著儀器水平的提高,對(duì)使用的壓電晶體的技術(shù)參數(shù)也有了嚴(yán)格的要求。壓電陶瓷的特性和性能指標(biāo)直接影響機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，因而急需對(duì)其性能有明確的闡述

創(chuàng)新性地提出了A、B位復(fù)合取代組成設(shè)計(jì)方法及二次粉末合成技術(shù)，攻克了鎢青銅結(jié)構(gòu)PbNb2O6壓電陶瓷致密化燒結(jié)的技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了材料的壓電性能、機(jī)械品質(zhì)因數(shù)和溫度穩(wěn)定性協(xié)同優(yōu)化，材料具有超低的機(jī)械品質(zhì)因數(shù)和優(yōu)異的溫度穩(wěn)定性（機(jī)電耦合系數(shù)kt變化率＜10%（室溫~400℃）），成功應(yīng)用于聲波測(cè)井儀、新型定量超聲骨密度儀等裝備。上海硅酸鹽所是國(guó)內(nèi)可批量提供PbNb2O6壓電陶瓷的單位。普通聲波測(cè)井要求換能器在其固有頻率附近工作,以便激發(fā)出比較大的聲波能量,同樣,接收換能器也應(yīng)該在其固有頻率附近,用其最靈敏的頻率接收。

由于壓電材料處理具有介電性質(zhì)和彈性性質(zhì)外，還具有壓電性質(zhì)。所以反應(yīng)壓電材料性質(zhì)的參數(shù)就特別多，例如，介電性質(zhì)方面有：介電常數(shù)，介質(zhì)損耗。彈性性質(zhì)方面有：彈性常數(shù)，機(jī)械品質(zhì)因子，壓電性質(zhì)方面有：壓電常數(shù)，機(jī)電耦合系數(shù)。由于壓電材料處理具有介電性質(zhì)和彈性性質(zhì)外，還具有壓電性質(zhì)。所以反應(yīng)壓電材料性質(zhì)的參數(shù)就特別多，例如，介電性質(zhì)方面有：介電常數(shù)，介質(zhì)損耗。彈性性質(zhì)方面有：彈性常數(shù)，機(jī)械品質(zhì)因子，壓電性質(zhì)方面有：壓電常數(shù)，機(jī)電耦合系數(shù)。壓電陶瓷是一種能夠?qū)C(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)換的功能陶瓷材料，被廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信、電子設(shè)備、儀器儀表、生物以及航空航天等高新技術(shù)領(lǐng)域，成為國(guó)防工業(yè)、民用工業(yè)以及日常生活中不可或缺的現(xiàn)代化關(guān)鍵材料和元件。

1. 極化的微觀機(jī)理

極化狀態(tài)是電場(chǎng)對(duì)電介質(zhì)的荷電質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生相對(duì)位移的作用力與電荷間互相吸引力的暫時(shí)平衡統(tǒng)一的狀態(tài)。極化機(jī)理主要有三種。

（1）電子位移極化——電介質(zhì)的原子或離子在電場(chǎng)力作用下，帶正電原子核與殼層電子的負(fù)電荷中心出現(xiàn)不重合。

（2）離子位移極化——電介質(zhì)正、負(fù)離子在電場(chǎng)力作用下發(fā)生相對(duì)位移，從而產(chǎn)生電偶極矩。

3）取向極化——組成電介質(zhì)的有極分子，有一定的本征（固有）電矩，由于熱運(yùn)動(dòng)，取向無(wú)序，總電矩為零，當(dāng)外加電場(chǎng)時(shí)，電偶極矩沿電場(chǎng)方向排列，出現(xiàn)宏觀電偶極矩。