现代瓷中的压电陶瓷本事极大,能上天下海,用处极广,压电陶瓷是一种具有压电性能的陶瓷材料,它是由若干各种不同的氧化物,诸如氧化铝、氧化钡、氧化锆、氧化钛、氧化铌、氧化钠等,按照比例配合,经过成型、高温固相反应、烧结,最后合成制造出来的。它具有一种奇异的压电效应特性,即当受到微小外力作用时,能把机械能变成电能,当加上交变电压时,又会把电能变成机械能。 正因为压电陶瓷具有这种特殊的机一电转换性能,所以它的用途十分广泛。例如压电陶瓷在交变电压的作用下,能够产生或接受声波、次声波和超声波,所以可做成水下雷达、鱼群探测器等。用它制成小巧玲珑、灵敏度极高的压电陀螺仪,可以控制导弹的飞行,只要导弹发生偏移,就会把扭力传递给压电陀螺仪,压电陀螺仪就会输出电流,使导弹按正确轨道飞行。 在海战中,最难对付的是潜艇,它能长期在海下潜航,神不知鬼不觉地偷袭港口、舰艇,使敌方大伤脑筋。如何寻找敌潜艇?靠眼睛不行,用雷达也不行,因为电磁波在海水里会急剧衰减,不能有效地传递信号,探测潜艇靠的是声纳一一水下耳朵。压电陶瓷就是制造声纳的材料,它发出超声波,遇到潜艇便反射回来,被接收后经过处理,就可测出敌潜艇的方位、距离等。 由于压电陶瓷能把力能转换成电能而放电,所以可用于高压引燃引爆,例如,如果在反坦克炮弹上装上一个小小的压电陶瓷元件,当炮弹射中坦克的瞬间,就靠压电陶瓷受压起火,使炸药爆炸而摧毁坦克,电子打火机也是用同样方法使打火机内的压电陶瓷起火花,引燃可燃气体的。在工业上,压电陶瓷可用来制造调频滤波器,闪光灯触发器,压电变压器,压电步进马达,电焊换能器,地震预报器等。在医疗上,压电陶瓷也可用来制造盲人助视器,人造心脏起搏器,数字显示脉搏计,血压计等,还可用来诊断人体内的某些病变。 人们能够合成出具有压电性的陶瓷还只是近三十年的事,它的广泛实用性引起了人们普遍的重视。早在1944年,首先合成成功一种叫做钛酸钡的压电陶瓷,这种压电陶瓷具有足以实用化的压电性能,到1955年以后人们又通过研究发现并合成了另外一种压电陶瓷材料,它的性能和本领比钛酸钡高得多,用不着费多大力就能使它的产生出成千上万伏的高电压,这种陶瓷材料是由含铅、锆和钛的氧化物合成的,所以人们称它为锆钛酸铅压电瓷。自从这类压电陶瓷合成成功,它为压电陶瓷应用在超声、引燃引爆、通讯、计测等各个方面打开了前所未有的新局面。 前面我们介绍过压电陶瓷的合成,其合成出来的烧结体的内部形成了成千上万的细微晶粒,这些晶粒的致密结合就构成了压电陶瓷。高温下烧结得质量好的压电陶瓷不透气吸水,又有很高强度,这全靠亿万细微晶粒密集堆积的牢固结合,所以压电陶瓷有人又称它为压?quot;多晶体"。
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