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壓電鐵電材料在信息的檢測、轉換、處理、顯示和存儲等方面具有廣泛的應用,是一類重要的高技術功能材料.目前所使用的壓電鐵電陶瓷材料體系,絕大多數是鉛基壓電陶瓷體系,如PbTiO3、

Pb(T,iZr)O3(PZT)壓電陶瓷體系,或以PZT為基加入ABO3復合鈣鈦礦鐵電體作為第三組元構成的多元系壓電陶瓷體系.在這些陶瓷材料中,氧化鉛約占原料總質量的70%.氧化鉛的強毒性以及在燒結過程中的高揮發性,使鉛基陶瓷在制備、使用及廢棄后處理過程中對生態環境及人類造成嚴重危害.顯然,鉛基壓電陶瓷的使用是與人類社會可持續發展戰略背道而弛的,鉛污染已經成為人類/公害0之一.為了保持人類社會和生態環境的協調發展,歐盟、日本等國家和地區已經立法禁止使用含鉛的電子材料.盡管基于無鉛壓電陶瓷性能還無法取代鉛基陶瓷的現狀,而暫時將鉛基壓電陶瓷豁免于相關的法令法規之外,但相關國家和地區已經未雨綢繆,投入大量的人力和財力研究開發無鉛壓電陶瓷.我國是壓電材料元器件的生產和出口大國,因此研究和開發無鉛壓電陶瓷是一項具有重大社會和經濟意義的課題.

無鉛壓電陶瓷這一突破性的

進展,掀起了持續至今的無鉛壓電陶瓷研究熱潮,極大地促進了無鉛壓電陶瓷的研究和開發.迄今為止,可被考慮的無鉛壓電陶瓷體系主要有以下5類:(Bi0.5Na0.5)TiO3(縮寫為BNT)基無鉛壓電陶瓷;K1-xNaxNbO3(縮寫為KNN)基無鉛壓電陶瓷;鉍層狀結構無鉛壓電陶瓷;鎢青銅結構無鉛壓電陶瓷;BaTiO3基無鉛壓電陶瓷.本文結合無鉛壓電陶瓷研究和開發的近期進展,綜合評述了無鉛壓電陶瓷的研究思路、研究現狀以及發展趨勢,著重討論了BNT基及KNN基無鉛壓電陶瓷的體系構建、改性手段、相變特性及溫度穩定性,并就無鉛壓電陶瓷今后的研究和發展提出了一些建議.

室外用途的超聲波傳感器必須具有良好的密封性，以便防止露水、雨水和灰塵的侵入。壓電陶瓷被固定在金屬盒體的頂部內側。底座固定在盒體的開口端，并且使用樹脂進行覆蓋。對應用于工業機器人的超聲波傳感器而言，要求其精度要達到1mm，并且具有較強的超聲波輻射。目前，聲納是進行水下監視使用的主要技術，用于對水下目標進行探測、分類、定位和跟蹤。室外用途的超聲波傳感器必須具有良好的密封性，以便防止露水、雨水和灰塵的侵入。壓電陶瓷被固定在金屬盒體的頂部內側。底座固定在盒體的開口端，并且使用樹脂進行覆蓋。對應用于工業機器人的超聲波傳感器而言，要求其精度要達到1mm，并且具有較強的超聲波輻射。