电子陶瓷应用发展趋势

具有更薄更小尺寸的片式压电陶瓷频率元器件；频率更高的压电陶瓷谐振器；具有更高频率精度，更优异频率稳定性，可靠性更高的压电陶瓷频率元器件；具有优异的耐热性，能适用无铅回流焊需要的片式陶瓷频率元器件；不含或少含有毒、有害元素的片式压电陶瓷频率元器件的应用会受到关注。压电陶瓷换能器产生的超声波处理废水及有毒水。具有径向尺寸小、输出力矩大、可控性强等特点的超声电机；防盗、测高、汽车防撞、遥控开关和机器人测距离等超声传感器；伺服位移制动器、光学应变镜、应变光栅、超精密导向机构、切磨误差补偿制动器、油压伺服阀等应特别关注。

利用常规双压电晶片元件振动器的弯曲振动，在频率高于75kHz的情况下，是不可能达到此目的的。所以，在高频率探测中，必须使用垂直厚度振动模式的压电陶瓷。在这种情况下，压电陶瓷的声阻抗与空气的匹配就变得十分重要。压电陶瓷的声阻抗为2.6×107kg/m2s，而空气的声阻抗为4.3×102kg/m2s。5个幂的差异会导致在压电陶瓷振动辐射表面上的大量损失。一种特殊材料粘附在压电陶瓷上，作为声匹配层，可实现与空气的声阻抗相匹配。这种结构可以使超声波传感器在高达数百kHz频率的情况下，仍然能够正常工作。
超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频 率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，压电陶瓷片批量定制，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、、生物医学等方面以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声换能器，或者超声探头。

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