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圧電セラミックス は、人工多結晶圧電材料です。材料内部の結晶粒には、一定の分極方向を持った自発分極した電気領域が多数存在し、電場が存在します。外部電場がない場合、電気ドメインは結晶内にランダムに分布し、それぞれの分極効果は相殺され、圧電セラミックの内部分極はゼロになります。したがって、本来の圧電セラミックスは中性であり、圧電特性を持っていません。
外部電場がセラミックに印加されると、電気ドメインの分極方向が回転し、外部電場の方向に従って配列される傾向があり、その結果、材料は分極されます。外部電場が強いほど、より多くの電気ドメインがより正確に外部電場の方向に向けられます。外部電場の強度が材料の分極を飽和させるのに十分な大きさであるとします。つまり、電気ドメインの分極方向が外部電場の方向ときちんと一致している場合、外部電場が除去されると、電気ドメインの分極方向は基本的に変化します。つまり、残りの極が非常に高い場合、材料は圧電特性を持ちます。
一般 超音波圧電セラミックス：
(1) チタン酸バリウム（BaTiO3）圧電セラミックス
圧電係数と誘電率が高く、機械的強度は石英に劣ります。
(2) チタン酸ジルコン酸鉛 Pb(Zr Ti)O3系圧電セラミックス(PZT)
圧電係数が高く、温度、時間、その他の外部条件によるさまざまな電気機械パラメータの変化が小さい。チタン酸ジルコン酸鉛のベースに 1 つまたは 2 つの微量元素を添加すると、さまざまな特性を持つ PZT 材料が得られます。
(3) Pb(MgNb)O3-PbTiO3-PbZrO3 圧電セラミックス（PMN）
高い圧電係数により、700kg/cm2までの圧力下でも動作し続けることができ、高温でも力センサーとして使用できます。
圧電材料:
圧電半導体
硫化亜鉛、硫化カドミウム、酸化亜鉛、硫化カドミウムを含む
圧電特性と半導体特性の両方を備えています
有機高分子圧電材料：
一つは高分子ポリマーです
ポリフッ化ビニリデン (PVF2)、ポリ塩化ビニル (PVC)、およびポリフッ化ビニルの利点: 柔らかい質感、高い引張強度、耐衝撃性。もう1つはチタン酸バリウム（BaTiO3）をドープした高分子化合物です。
1. 原材料：原材料の前処理を行い、不純物や水分を除去し、各種原材料を計量します。 圧電セラミックスディスク。 式比に応じた少量の添加物を大きな材料の中央に配置する必要があることに注意してください。
2. 混合および粉砕: 目的は、仮焼の固相反応の条件を準備するために、さまざまな原料を混合および粉砕することです。一般的には乾式粉砕または湿式粉砕が採用されます。少量のバッチでは乾式粉砕が、大量の場合は撹拌ボールミルやジェットミルが高効率で使用できます。
3. 仮焼成：各種原料を高温で固相反応させ、圧電セラミックスを合成することを目的としています。このプロセスは非常に重要です。それは焼結条件と最終製品の性能に直接影響します。
4. 二次微粉砕: 目的は、磁器の均一な性能のための強固な基盤を築くために、焼成済みの圧電セラミック粉末を細かく振動させ、混合し、粉砕することです。
5.造粒：粉末を流動性の良い高密度の顆粒にすることが目的です。この方法は手動で実行できますが、効率は低くなります。現在の効率的な方法は、スプレー造粒を使用することです。このプロセスには接着剤の追加が含まれます。
6. 成形: 目的は、粒状材料をプレスして、必要なプレハブ サイズのブランクに成形することです。
7. プラスチックの排出: 目的は、造粒中に追加されたバインダーをブランクから除去することです。
8. 磁器への焼結: ブランクを密封し、高温で磁器に焼結します。このリンクは非常に重要です。
9. 形状加工：焼成物を研磨し、必要な完成品サイズに仕上げます。
10. 電極: 上部の導電性電極を必要なセラミック表面に設置します。一般的な方法には、銀層の焼き付け、化学蒸着、真空コーティングなどがあります。
11. 高電圧分極: セラミック内の電気ドメインを整列させ、セラミックに圧電特性を持たせます。
12。エージングテスト: セラミックの性能が安定したら、さまざまな指標をチェックして、期待される性能要件が満たされているかどうかを確認します。
比較すると、 水中圧電セラミックストランスデューサは 、強い圧電性、高い誘電率を有し、形状に加工することができますが、機械的品質係数が低く、電気損失が大きく、安定性が低いため、高出力トランスデューサや広帯域フィルタなどの用途には適していますが、高周波、高安定性の用途には理想的ではありません。水晶などの圧電単結晶は、圧電性が弱く、誘電率が低く、カット種類の制限によるサイズ制限はありますが、安定性が高く、機械的品質係数が高いという特徴があります。主に、標準的な周波数制御用の発振器、高選択性（複数の高周波狭帯域通過フィルタ）、高周波・高温超音波トランスデューサなどとして使用されます。
