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圧電セラミックは、機械エネルギーと電気エネルギーを相互に変換できる機能性 pzt セラミック材料です。いわゆる圧電効果とは、媒体に機械的圧力がかかると、たとえ音波振動程度の小さな圧力であっても、圧縮や伸びなどの形状変化が生じ、媒体表面が帯電することを意味します。正の圧電効果を持ったピエゾセラミックシリンダーです。逆に、励起電場が印加されると、逆圧電効果と呼ばれる媒体は機械的に変形します。この素晴らしい効果は、エネルギー変換、センシング、駆動、周波数制御など、人々の生活に密接な分野で応用されています。
圧電セラミックトランスデューサの一般的なプロセスフロー:
(1) 原料：原料の前処理を行い、不純物を除去し、水分を除去した後、配合割合に従って各種原料を秤量します。少量の添加剤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・粉砕：各種原料を混合・粉砕し、完全固相反応の条件を整えて焼成することを目的としています。一般的には乾式または湿式粉砕が採用されます。小ロットの場合は乾式粉砕、大ロットの場合は撹拌ボールミルや気流粉砕を使用すると効率が高くなります。
（３）仮焼成：各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する。このプロセスは非常に重要であり、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: 均一な磁器形成と安定した性能のための強固な基盤を築くために、予備焼成された圧電セラミック粉末を再度微粉砕し、細かく粉砕することが目的です。
(5) 造粒：粉末を高密度で流動的な粒子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です。この工程ではバインダーを添加します。
(6) 成形: 目的は、粒状材料を必要なプレハブブランクに圧縮することです。
(7) プラスチック排出：造粒時に添加したバインダーをブランクから除去することが目的です。
(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：焼成物を必要な仕上がり寸法まで研磨します。
(10) ターゲット電極: 必要なセラミック表面に導電性電極を設置します。一般的な方法は、銀層の浸透、化学蒸着、真空コーティングです。
(II) 高電圧分極: セラミックが圧電特性を持つように、セラミックの内部電気ドメインを配向します。
(12) エージングテスト: ピエゾセラミックの性能が安定した後、インジケーターをチェックして、期待される性能要件を満たしているかどうかを確認します。
1880 年、フランスのキュリー兄弟が「圧電効果」を発見しました。1942 年に、圧電セラミック材料のチタン酸バリウムが米国、ソ連、日本で製造されました。 1947年、最初の圧電セラミックデバイスであるチタン酸バリウムピックアップが誕生しました。 1950 年代初頭、チタン酸バリウムよりもはるかに優れた性能を備えた別の圧電セラミック材料であるチタン酸ジルコン酸鉛の開発に成功しました。それ以来、圧電セラミックスの開発は新たな段階に入りました。 1960 年代から 1970 年代にかけて、圧電セラミックスは改良を続け、完成度を高めました。例えば、チタン酸ジルコン酸鉛の二元系圧電セラミックスを複数の元素で改良したものや、チタン酸ジルコン酸鉛をベースとした三元系、四元系の圧電セラミックスも登場しました。これらの材料は、優れた性能、簡単な製造、低コスト、そして幅広い用途を備えています。
ピエゾセラミックは外力に対する感度が高く、空気から数十メートル離れた翼の摂動も感知し、非常に弱い機械的振動を電気信号に変換します。圧電セラミックスのこの特性を利用して、ソナーシステム、気象探知、テレメトリー環境保護、家庭用電化製品などに応用することができます。
現在、圧電セラミックスは、国防建設、科学研究、工業生産など、人々の生活に密接に関係する多くの分野で科学者によって応用されています。情報化時代においてそれらは多用途になりました。
航空宇宙分野では、圧電セラミックスで作られた圧電ジャイロが、宇宙を飛行する宇宙船や人工衛星の「舵」となっています。 「舵」に頼って、宇宙船と人工衛星は確立された方向とコースを保証できます。従来の機械式ジャイロは寿命が短く、精度が低く、感度が低いため、宇宙船や衛星システムの要件を満たすことができません。しかし、小型の圧電ジャイロは感度が高く、信頼性も優れています。
