无铅压电陶瓷这一突破性的

进展,掀起了持续至今的无铅压电陶瓷研究热潮,极大地促进了无铅压电陶瓷的研究和开发.迄今为止,可被考虑的无铅压电陶瓷体系主要有以下5类:(Bi0.5Na0.5)TiO3(缩写为BNT)基无铅压电陶瓷;K1-xNaxNbO3(缩写为KNN)基无铅压电陶瓷;铋层状结构无铅压电陶瓷;钨青铜结构无铅压电陶瓷;BaTiO3基无铅压电陶瓷.本文结合无铅压电陶瓷研究和开发的近期进展,综合评述了无铅压电陶瓷的研究思路、研究现状以及发展趋势,着重讨论了BNT基及KNN基无铅压电陶瓷的体系构建、改性手段、相变特性及温度稳定性,并就无铅压电陶瓷今后的研究和发展提出了一些建议.

目前比较常见的锗钛酸铅压电陶瓷片(PZT)，是用锆、钛、铅的氧化物配制后烧结而成的。换能器在实际使用时往往同时用于发射和接收声波，专门用于接收的换能器又称为“水听器”。鉴于人耳对频率约为3kHz的音响敏感，所以通常将压电陶瓷片的谐振频率f0设计在3kHz左右。考虑到在低频下工作，仅用一片压电陶瓷片难以满足频率要求，—般采用双膜片结构目前比较常见的锗钛酸铅压电陶瓷片(PZT)，是用锆、钛、铅的氧化物配制后烧结而成的。鉴于人耳对频率约为3kHz的音响敏感，所以通常将压电陶瓷片的谐振频率f0设计在3kHz左右。考虑到在低频下工作，仅用一片压电陶瓷片难以满足频率要求，—般采用双膜片结构，

声纳工作原理 声波是观察和测量的重要手段。有趣的是，英文“sound”一词作为名词是“声”的意思，作为动词就有“探测”的意思，可见声与探测关系之紧密。 在水中进行观察和测量，具有得天独厚条件的只有声波。这是由于其他探测手段的作用距离都很短，光在水中的穿透能力很有限，即使在清澈的海水中，人们也只能看到十几米到几十米内的物体；电磁波在水中也衰减太快，而且波长越短，损失越大，即使用大功率的低频电磁波，也只能传播几十米。电性方面：部份的电子陶瓷具有压电性（piezoelectricity），焦电性(pyroelectricity)，铁电性(ferroelectricity)等特殊性质，所谓压电性是在材料上加压後，产生电流的效应，反之亦然。然而，声波在水中传播的衰减就小得多,低频的声波还可以穿透海底几千米的地层，并且得到地层中的信息。在水中进行测量和观察，至今还没有发现比声波更有效的手段。

超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频 率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。由於目前电子元件追求小型化，因此将多层的电容做积层的串连，成为积层电容器，大量的以***T（表面黏着技术）使用在印刷电路版上。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生***效应。因此超声波检测广泛应用在工业、、生物***等方面以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声换能器，或者超声探头。