但是,压电晶体的生产是强污染行业(发达国家均将其转换到不发达国家来生产),其生产过程中的环节比较多,成品率比较低。生产出的晶体尽管几何尺寸一致,但声-电转换时的一致性比较差,这是因为压电材料是各向异性的,压电特征是材料各向异性特征的反映,人工各向异性材料中的细小差别均能够导致其总体的声-电或电-声转换特征的一致性相差比较大。
另外,换能器的动态电特征与其振动模态关系比较密切,某个频率附近的电参数还取决于其机械振动模态。










钙钛矿、钨青铜、铋层状结构压电陶瓷是三类典型的压电陶瓷材料体系,具有不同的晶体结构和性能特点,可应用于不同的高温领域。随着使用环境越来越苛刻,现有的三类压电陶瓷材料已无法满足装备的使用要求,批量定制压电陶瓷,它们面临的共性技术挑战是难以兼顾高压电性能和高温高稳定性。本项目在“863”计划、国家自然科学稀土专项等项目支持下,紧密围绕三类典型压电陶瓷在高温应用中急需突破的技术难题,开展了组成设计新方法研究和制备技术,经过10多年的不懈努力,成功研制出了具有自主知识产权的系列压电陶瓷,取得了一系列发明创造和成果。


发明了基于调控载流子类型和浓度的多元素协同掺杂组成设计方法,以及行星球磨制备片状颗粒粉体技术,将铋层状结构CaBi4Ti4O15压电陶瓷的压电系数d33提高了以上、温度变化率≤3%(室温~480℃),高温电阻率提高了2个数量级,达到109W×cm (@480℃),处于国际水平,解决了材料高温电阻率低和温度稳定性差的关键技术难题,应用于482℃高温压电振动传感器。

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