压电陶瓷制备与表征解决方案

作为电子元器件使用种类最多的一种陶瓷电容器，提供MLCC陶瓷电容器最全面电学测试表征方案，为产品提供可靠的品质保证服务；

压电陶瓷制备与表征解决方案

压电陶瓷标准检测（提供纸质报告）、材料专业分析、产品认证等

专业压电陶瓷检测第三方检测机构

为压电薄膜和驻极体材料提供一站式的电晕极化解决方案，助力高校和企业的研发，极大提高器件应用研发效率；

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针对压电陶瓷材料，帮助企业和高校针提供极化和性能表征测量的系统化解决方案，助力企业实现成利益最大化的目的；

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陶瓷是古老中国的代名词，历史悠久，种类繁多。陶瓷从花瓶、碗碟等器皿发展到现在的功能陶瓷，主要在于功能陶瓷晶体的微观极化特性的发现。功能陶瓷是以电、磁、声、光、热和力学等信息的存储、检测、耦合及转换等主要特征的介质材料，主要包括压电、介电、热释电和磁性等功能各异的新型陶瓷材料，其中压电陶瓷是功能陶瓷领域的主流材料之一。

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压电陶瓷是指把氧化物混合（氧化锆、氧化铅、氧化钛等）高温烧结、固相反应后而成的多晶体，并通过直流高压极化处理使其具有压电效应的铁电陶瓷的统称，是一种能将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料。其中，常见的锆钛酸铅陶瓷简称PZT陶瓷，是一种二元固溶体，它呈现出ABO3型的钙钛矿结构，是一种应用极为广泛的压电材料。

什么是压电陶瓷？

极化过程

生成压电陶瓷

某些电介质在沿一定方向受外力作用而变形时，内部产生极化的同时，在晶体的两个相对的表面上出现正负电荷，此现象称为压电效应。压电效应分为正压电效应和逆压电效应。所谓正压电效应是指晶体因机械应力的作用而使其介质化﹐并使其表面荷电的效应。反之，当在晶体外部施加电场时，受电场影响的晶体会产生机械形变称为逆压电效应。

压电陶瓷要有两个条件：一是晶粒有铁电性；二是经过强直流电场极化处理。所有的铁电单晶都具有压电效应，但是对于铁电陶瓷（陶瓷是多晶体）则需要经过高压直流极化处理。这是因为陶瓷内部的各晶粒虽然存在自发极化，具有铁电性，但是其自发极化电畴的取向是完全随机的，宏观上并不具有极化强度。在高压直流电场作用下电畴沿电场方向定向排列，而且在电场去除后，这种定向状态大部分能够被保留下来，所以陶瓷呈现压电效应。

掌握原理和方法让测试更得心应手

电能和机械能相互转化

压电陶瓷制备工艺

压电陶瓷制备过程主要包括陶瓷原料粉体的合成、成型、烧结、被电极和极化等几个主要过程。在这些过程中，伴随着一系列的物理和化学变化。压电陶瓷的性能与材料的组分和制备工艺有直接的关系，所以一整套稳定合理的工艺参数是获得优异材料性能的重要保证。

工艺名称	目的
配料	进行料前处理，除杂去潮，然后按配方比例称量各种原材料
混合磨细	一般采用干磨或湿磨的方法，小批量可采取干磨，大批量可采取搅拌球磨或气流粉碎的方法，效率较高。目的是将各种原料混匀磨细，为预烧进行完全的固相反应准条件。
预烧	在高温下，各原料进行固相反应，合成压电陶瓷，此道工序很重要，会直接影响烧结条件及最终产品的性能。
二次细磨	将预烧过的压电陶瓷粉末再细振混匀磨细，为成瓷均匀性能一致打好基础。
造粒	使粘合剂更均匀，使成型样品的密度更均匀，排除颗粒间的空气，有利于成型和致密。
成型	指在较高温度下成型胚体发生体积收缩、密度提高和强度增加的过程。
排塑	防止因高温下的分解、挥发而导致样品胚体在烧结过程中变形、开裂。
烧结成瓷	将胚体加热到足够高的温度但低于熔点，使陶瓷胚体体积收缩、密度提高和强度增大的过程。
外形加工	将烧好的制品磨加工到所需要的成品尺寸。
被电极	在要求的陶瓷表面设置上导电电极。一般方法有银层烧渗、化学沉积和真空镀膜。
极化	使陶瓷内部电畴定向排列，从而使陶瓷具有压电性能。
电学性能检测	陶瓷性能稳定后检测各项指标，看是否达到预期的性能要求。

高温极化三要素：极化电场、极化时间、极化温度；

极化电场

只有在极化电场作用下，电畴才能沿电场方向取向排列，所以它是极化条件中的主要因素。极化电场越高，促使电畴排列的作用越大，极化越充分。

极化温度

在极化电场和极化时间一定的条件下，极化温度高时，电畴取向排列较易，极化效果较好。实践选择极化温度时，都以温度高些为好，因为提高极化温度可以缩短极化时间，提高极化效率。

极化时间

极化时间是指陶瓷制品从一个平衡态转变到另一个平衡态所需要的保温保压时间。时间长，电畴转向排列充分，并有利于极化过程中应力的弛豫。

高温极化

压电陶瓷在降温到居里点时，发生顺电--铁电形变，同时出现自发极化。高温极化方法就是在铁电相形成的萌芽状态前就加上电场，使得顺电--铁电相变处在外加定向电场的作用下进行，电畴-出现就有较高的择优取向。此外，在高温时，电畴作90°转向不致受到很大的阻力，畴壁运动较易，故只要很低的电场，就可得到低温时高电场的极化效果；

压电陶瓷极化工艺