压电性能及其应用.pptx

,2012-4-19,wzhuo,#,（书上,8.5,压电性）,8.,3,介电材料的 压电性能及其应用,1,压电材料的发展及其应用,在,1880,年，居里兄弟首先在单晶上发现压电效应。,在,1940,年前，人们知道有两类铁电体：罗息盐和,磷酸二氢钾盐，具有压电性。,在,1940,年后，发现,了,BaTi,O,3,是一种铁电体，具有,强的压电效应。是压电材料发展的一个飞跃。,在,1950,年后，发现了压,电,PZT,(,钛酸锆酸,铅,),体系，,具有非常强和稳定的压电效应，具有重大实际意义 的进展。,2,压电材料的发展及其应用,3,在,1970,年后，添加不同添加剂的二元,系,PZT,陶 瓷具有优良的性能，已经用来制造滤波器、换能器、变压器等。,随着电子工业的发展，对压电材料与器件 的要求就越来越高了，二元,系,PZT,已经满足 不了使用要求，于是研究和开发性能更加优,越的三元、四元甚至五元系压电材料。,3,2012-4-1,9,wzhuo,4,4,：,今天,：,氧化铅含量高达,68-70,的,PZT-,钛,酸锆酸铅仍在大量使用。,5,压电效应产生的,根源,是晶体中,离子电荷的位 移，当不存在应变时电荷在晶格位置上分布 是对称的，所以其内部电场为零。,但当给,晶体施加应力则电荷发生位移,，如果电荷分布不再保持对称就会出现净极 化，并将伴随产生一个电场，这个电场就表 现为压电效应。,见,（,P.35,0,）,图,8-5-1,8.5.1,压电效,应,（,P.350,）,6,wzhuo,7,离子电荷的位移,8,产生压电效应的必要条件,：,产生压电效应的必要条件是：,：,晶体的非中心对称性,：,晶体没有,对称中心,9,电介质材料分类,10,压,电,-,热释电,-,铁电与,点群中的,对称中心,在,3,2,个点群中有：,1,.,没有对称中心的点群,：,2,1,种,：,其,中,2,0,种具有压电性,，,：,仅,有,43,2,点群（点群的国际符号）没有压电性。,2,.,具有对称中心的点群,：,1,1,种,，没有压电性,11,压电陶瓷,piezoelectric ceramics,压电陶瓷：,是指经直流高压极化后，,具有压电效应的铁电陶瓷材料。,12,正压电效应,机,-,-,电转换,：,晶体受到机械力的作用时，表面产生束缚,电荷，,：,其电荷密度大小与施加外力大小成线性关,系，,：,这种由机械效应转换成电效应的过程称为,正压电效应,。,13,8.5.,2,压电性表,征,（,P.351,）,8.5.2.1,压电常数,d,：,压电常数是反映力学量（应力或应变）,与电学量（电位移或电场）间相互耦合 的线性响应系数。,14,电极化的一个分量因该由压电常数的九个 分量来表述（三阶张量），如：,15,经过座标变换可以简化为压电常数由六个 分量来描述（二阶张量）即正压电效应中压电常,数,d,33,的简化矩阵 表示,（二阶张量）,16,逆压电效应,电,-,-,机转换,晶体在受到,外电场激励,下,产生形变,，且,二者之间呈线性关系，这种由电效应转 换成机械效应的过程称为,逆压电效应,。,：,力形变电压,：,电压形变,正压电效应 逆压电效应,17,逆压电效应,d,33,的简化矩阵表示为,（二阶张量）,18,压电常数之,d,33,当沿压电陶瓷的极化方向（z轴）施加 压应力,T,3,时，在电极面上产生电荷，则有 以下关系式：,D,3,d,3,3,T,3,式,中,d,3,3,为压电常数，足标中第一个数字指 电场方向或电极面的垂直方向，第二个数字指 应力或应变方向；,T,3,为应力,；,D,3,为电位移,。,19,适用于各类电介,质,。,D=,0,E+,P,0,E,0,E,（,1,）,0,E,令,（,1,）,0,0,r,=,，,则,有,D=,E,仅适用于各向同性线性电介质,电介质的物理参数,一、基本介电关系,基本介电关,系,：,电位移矢量,与电场强度和极化强度,之间的关系,为,:,D=,0,E+P,和,r,分别为电介质,的,介电常,数,和,相对介电常,数,。,回顾：,8.,2,材料的介电性,20,电位移矢,量,与,电场强,度,和,电极化强度,之间的关系,为,:,D=,0,E+P,适用于各类电介,质,。,D=,0,E+,P,0,E,0,E,（,1,）,0,E,令,（,1,）,0,0,r,=,，,则,有,D=,E,仅适用于各向同性线性电介质,基本介电关系,21,d,3,3,是压电介质把机械能（或电能）转换为电 能（或机械能）的比例常数,。,d,3,3,反映了应力（,T,）、应变,（,S,）、电场,（,E,）或电位移（,D,）之间的联系，,直接反映了材料机电性能的耦合关系和压电效 应的强弱，从而引出了压电方程。,常见的压电常数有四种：,d,ij,、,g,i,j,、,e,ij,、,h,i,j,。,22,电极化,的一个分量将由,压电常数,的九个分,量来表述（二阶张量）,23,压电常数,d,3,3,的简化矩阵表示,（二阶张量）,24,压电效应的,矩阵,表示,为：,：,D,i,=,d,ij,T,j,：,S,j,=,d,ij,T,E,i,(8-5-4),(8-5-4),：,其中：,d,ij,T,为,d,ij,的转秩矩阵。,25,8.5.2.2,机电耦合系数（,P.35,1,）,K,：,机电耦合系数,K,是一个综合反映压电陶,瓷的,机械能与电能之间耦合关系,的物理,量，是压电材料进行机,电能量转换能 力的反映。机电耦合系数的定义如下：,26,转换时输入的总电能,通过逆压电效应转换,所,得的机械能,K,2,转换时输入的总机械能,通过正压电效应转换所,得的电能,K,2,或,机电耦合系数的定义是：,27,机械能与,压电振子,形状和振动模式有关,：,压电陶瓷振子（具有一定形状、大小和被覆工作电 极的压电陶瓷体）的,机械能与其形状和振动模式有,关,，不同的振动模式将有相应的机电耦合系数。,：,如,对,薄圆,片,径,向,伸缩模,式,的,耦合系数,为,K,p,（平面耦 合系数）；,：,薄形长,片,长度伸缩模式,的,耦合系数为,K,31,（横向耦合 系数）；,：,圆柱,体,轴向伸缩模式的耦合系数,为,K,33,（纵向耦合系 数）等。,28,机电耦合系数,K,：,机电耦合系数,K,：,是压电材料进行,机,-,电能量转换的能力反,映。它与材料的压电常数、介电常数和 弹性常数等参数有关，是一个比较综合 性的参数。其值总是小于,1,。,29,K,t,K,p,K,33,K,15,K,31,30,8.5.3,机械品质因数,Q,m,：,压电陶瓷在振动时，为了克服内摩擦需,要消耗能量。,：,机械品质因数,Q,m,是反映能量消耗大小,的,一个参数。,：,Q,m,越大，能量消耗越小。,31,机械品质因数,Q,m,的定义式是：,2,谐振时振子储存的机,械,能,每一谐振周期振子所,消,耗的机械能,m,Q,2,),C,)(,f,2,f,r,R,(,C,0,2,1,2,r,a,a,m,f,f,Q,其中：,f,r,为压电振子的谐振频率,f,a,为压电振子的反谐振频率,R,为谐振频率时的最小阻抗,Z,mi,n,（谐振电阻）,C,0,为压电振子的静电容,C,1,为压电振子的谐振电容,32,8.5.4,压电材料的极化工艺,极化工艺,是指在压电陶瓷上加一个强直流电 场，使陶瓷中的电畴沿电场方向取向 排列。只有经过极化工艺处理的陶 瓷，才能够显示压电效应。,33,1,）,极化电场,：,极化电场是极化工艺中最主要的因素，极化 电场越高，促使电畴取向排列的作用越大，极化越充分，一般,以,Kp,达到最大值的电场为 极化电场。,：,极化电场,一般,取,2000,3000V/m,m,。,：,NBT,（,B,i,1/,2,Na,1/,2,Ti,O,3,）,：,2000-1000,0,V/mm,34,：,极化电场必须大于样品的矫顽场，通常,为,矫顽场,的,2,3,倍，以常见的锆钛酸铅 压电陶瓷为例，其矫顽场一般为,800,1200V/m,m,。,35,2,）,极化时间,：,外加电场后，极化初期主要是陶瓷内,部,18,0,电 畴的反转，之后,是,9,0,电畴的转向，,而,9,0,电 畴的转向会由于内应力的阻碍而较难进行，,：,因此适当延长极化时间，电畴取向排列的程度 高，极化效果好。,：,一般,极化时间为,：,1,0,5,0,mi,n,。,36,3,）,极化温度,：,在极化电场和时间一定的条件下，极化,温度高，电畴取向排列容易，极化效果 好。,：,然而，温度越高，陶瓷的电阻率越小，,耐压强度降低，由于高电场作用导致陶 瓷体击穿，损坏压电陶瓷。,37,3,）,极化温度,：,常用压电陶瓷材料的极化温度：,一般,为,5,0,150,。,：,前沿,压电陶瓷材料,（,B,i,1/,2,Na,1/2,Ti,O,3,）,NB,T,：,80,（如何加热？）,38,）,极化条件的综合考虑,极化电场、极化时间和极化温度三者必须 综合考虑，它们之间互有影响，应通过 实验最终确定最佳极化工艺参数。,39,8.5.,5,压电材料与应用,（自学）,40,一元系压电陶瓷,BaTiO,3,陶瓷,PbTi,O,3,陶瓷,工作温区窄,工作温区宽,T,c,=120,T,c,=490,热稳定性差,热稳定性好,易极化,难极化,K,p,=0.354,K,p,=0.095,d,33,=191(10,-12,库/牛),d,33,=56(10,-12,库/牛),g,33,=11.4(10,-3,伏,米/牛),g,33,=33(10,-,3,伏,米/牛),工艺性好,工艺性差,（粉化，PbO易挥发）,41,二元系Pb(ZrTi)O,3,压电陶瓷,因此，PbZrO,3,和PbTiO,3,的结构相同，Zr,4,+,与T,i,4+,的半径,相近，故两者可形成无限固溶体，可表示为Pb(Zr,x,T,i,1-,x,)O,3,，简称PZT瓷。,P,b,Z,r,O,3,P,b,T,i,O,3,相,结,构,钙,钛矿,结,构,钙,钛矿,结,构,晶,体结构,正,交晶系,正,交晶系,居,里,温,度,T,c,2,3,0,4,9,0,类别,反,铁电体,铁,电体,T,c,c,/,a,=,0,.,9,8,1,1,T,c,立,方顺,电相,42,在相界附近的PZT瓷压电性能比BaTiO,3,瓷高得多。,由于相界处PZT瓷的T,c,高(360)，因而在200以内,K,P,和,都很稳定，是理想的压电材料。,PZT陶瓷的掺杂改性,为了满足不同的使用目的，我们需要具有各种性能的,PZT压电陶瓷，为此我们可以添加不同的离子来取代A位的,Pb,2,+,离子或B位的Zr,4,+,Ti,4+,离子，从而改进材料的性能。,异价取代,等价取代,其它取代改性,软性取代改性,硬性取代改性,PZT,掺杂改性,43,等价取代是指用Ca,2+,、Sr,2+,、Mg,2,+,等半径较,P,b,2,+,离子小的二价离,子取代Pb,2,+,离子，结果使PZT陶瓷的介电常数增大，机电耦合系,数,K,P,增大,压电常数d增大,从而提高PZT瓷的压电性能。,2,）异价取代,2.1,软性取代改性,所,谓,“,软性取代改,性,”,是指加入这些添加物后能使矫顽场强E,C,减小,，极化容易，因而在电场或应力作用下，材料性质,变,“,软,”,。,（a）La,3,+,、Bi,3+,、Sb,3,+,等取代A位Pb,+,2,离子（施主掺杂）；,（b）Nb,5,+,、T,a,5,+,、S,b,5,+,、W,6,+,等取代B位的Z,r,4+,、T,i,4+,离子（施主掺杂）。,经软性取代改性后的PZT瓷性能有如下变化：,矫顽场强E,C,减小，机械品质因数,Q,m,减小；,介电常数增加，介电损耗tan增加,机电耦合系数,K,P,增加,抗老化性增加，绝缘电阻率增加,。,1,）等价取代,44,2.2,其它取代改性 非软非硬添加剂如C,e,4+,、C,r,3,+,和Si,4,+,等，兼具软性和硬性的特征。在PZT陶瓷中加入,C,eO,2,后：,软性,K,P,抗老化性,v,在PZT陶瓷中加入,C,r,2,O,3,后：,硬性,m,c,E Q,硬性,K,Q,P,m,软性,抗老化性,tan,45,多元系Pb(TiZr)O,3,压电陶瓷,一些性能往往是互相克制的，如：,Q,m,增加,，则K,P,减小,；,增加，则tan增大,；,K,P,增加,，则热稳定性。,46,：,国内比较常见,的,PZT,瓷料的性,能,K,P,=0.10,0.40,，,Qm=500,360,0,具有比较宽的覆盖范 围，能满足一般压电器件的要求，但这些性 能都不是最佳值。,：,1965,年以来，人们通过,在,PZT,的基础上再 固溶另一种组分更复杂的复合钙钛矿化合物,Pb(,B,1,B,2,),O,3,而形成的：,：,三元系、四元系甚至五元系压电陶瓷以获得 更好的压电性能。,47,三元系,压电陶瓷,四元系,压电陶瓷,五元系,压电陶瓷,Pb(Mn,1/3,Nb,2/3,)O,3,-Pb(Cd,1/2,W,1/2,)O,3,-Pb(Zn,1/3,Nb,2/3,)O,3,-PbTiO,3,-PbZrO,3,Pb(Mn,1/3,Nb,2/3,)O,3,-Pb(Mg,1/3,Nb,2/3,)O,3,-Pb(Zn,1/3,Nb,2/3,)O,3,-PbTiO,3,-PbZrO,3,Pb(Mg,1/3,Nb,2/3,)O,3,-PbTiO,3,-PbZrO,3,Pb(Ni,1/3,Nb,2/3,)O,3,-PbTiO,3,-PbZrO,3,Pb(Zn,1/3,Nb,2/3,)O,3,-PbTiO,3,-PbZrO,3,Pb(Mn,1/3,Nb,2/3,)O,3,-PbTiO,3,-PbZrO,3,Pb(Sb,1/3,Nb,2/3,)O,3,-PbTiO,3,-PbZrO,3,Pb(Cd,1/2,W,1/2,)O,3,-PbTiO,3,-PbZrO,3,Pb(Mg,1/3,Nb,2/3,)O,3,-Pb(Zn,1/3,Nb,2/3,)O,3,-PbTiO,3,-PbZrO,3,Pb(Mn,1/3,Nb,2/3,)O,3,-Pb(Zn,1/3,Nb,2/3,)O,3,-PbTiO,3,-PbZrO,3,Pb(Mn,1/3,Nb,2/3,)O,3,-Pb(Ni,1/3,Nb,2/3,)O,3,-PbTiO,3,-PbZrO,3,Pb(Cd,1/2,W,1/2,)O,3,-Pb(Zn,1/3,Nb,2/3,)O,3,-PbTiO,3,-PbZrO,3,48,B,：常见的体系,Pb,（,Mg,1/3,Nb,2/,3,）,O,3,-PbTiO,3,-PbZrO,3,Pb,（,Mg,1/3,T,a,2/,3,）,O,3,-PbTiO,3,-PbZrO,3,Pb,（,N,i,1/,3,Nb,2/3,）,O,3,-PbTiO,3,-PbZrO,3,Pb,（,Mn,1/3,Nb,2/,3,）,O,3,-PbTiO,3,-PbZrO,3,Pb,（,Mn,1/3,Sb,2/,3,）,O,3,-PbTiO,3,-PbZrO,3,Pb,（,Z,n,1/3,Nb,2/,3,）,O,3,-PbTiO,3,-PbZrO,3,49,：,一、含铅压电材料,50,铌镁酸铅系：,：,0.375Pb,（,M,g,1/,3,N,b,2/,3,）,O,3,-0.375PbTi,O,3,-0.25PbZr,O,3,加,入,0.5%NiO,K,p,从,0.5,到,0.6,4,；加入,0.5%MnO,2,Q,m,从,73,到,1640,还可以改善频率常 数的温度、老化性；,同时加,入,NiO,、,Mn,O,2,，,K,p,和,Q,m,可以得到改善；若一部分铅被,S,r,或,B,a,取代，可以减少铅的挥发使烧,结变得容易，并提高绝缘电阻和介电常数，进一步,提,高,K,p,值,。,51,铌锌酸铅系：,Pb,（,Zn,1/,3,N,b,2/,3,）,O,3,-PbTi,O,3,-PbZrO,3,此系统的特点是致密度高、绝缘性能优良，压电性能,好。,如,0.25Pb,（,Z,n,1/3,N,b,2/,3,）,O,3,-0.30PbTi,O,3,-0.45PbZr,O,3,+1.2%MnCO,3,Kp=0.35,Qm=35004000,=9001000,频率温度,稳定性良好。在同时引,入,NiO,，可以进一步提,高,Kp,值及温度稳定性，,适合制作滤波器及换能器,52,锑锰酸铅系：,Pb,（,Mn,1/3,Sb,2/,3,）,O,3,-PbTi,O,3,-PbZrO,3,：,此特点,是,K,p,值,和,Q,m,可以同时达到较高的值，介电 损耗小，致密度好。如果用碱土金属离子置换一部 分铅，并添加一些改性杂质，可以进一步提高压电 性能，并获得稳定性良好的材料。例如,Pb,0.9,8,S,r,0.0,2,(M,n,1/,3,Sb,2/3,),0.05,(Zr,0.48,T,i,0.4,7,),O,3,+0.2,重量,%Ce,O,2,，,Kp=0.64,Qm=2826,此系统配方,：,可用于宽带滤波器及高压发生器,53,铌锰酸铅系：,：,P,b,（,Mn,1/,3,Nb,2/,3,）,O,3,-PbTi,O,3,-PbZrO,3,：,此系统的特点,是,Q,m,较高,，,K,p,值中等，介电常数 较低，时间温度稳定性好。,：,可作延迟线的压电换能器振子。,54,锑锂酸铅系：,：,P,b,（,L,i,1/,2,S,b,1/,2,）,O,3,-PbTi,O,3,-PbZrO,3,：,此系统的特点,是,Kp,值可,达,80,%,，但,Qm,较低。在未加其它改性添加剂时是典型的软性材料。作为接收型材料，灵敏度较高。,：,可用作接收型换能器材料,55,钨镉酸铅系：,：,0.15P,b,（,C,d,1/,2,W,1/,2,）,O,3,-0.45PbTi,O,3,-,0.40PbZr,O,3,+2.0%S,b,2,O,5,：,此配,方,K,p,值可,达,70,%,，,Qm=918,，,=138,1,。频,率稳定性和时间稳定性都很好。当加入适量改性 添加剂时,，,K,p,和,Q,m,值能进一步提高。,56,钨锰酸铅系：,：,P,b,（,Mn,2/,3,W,1/3,）,O,3,-PbTi,O,3,-PbZrO,3,：,此体系的特,点,Kp,值可,达,70,%,，,Qm=2000,，耐击穿电压高，谐振频率温度稳定性好。,：,可用于滤波器振子及超声振子,57,二、无铅压电材料,：,迄今为止，无铅压电陶瓷体系有：,：,1.,BaTi,O,3,基无铅压电陶瓷；,：,2.,Na,1/,2,B,i,1/2,Ti,O,3,（,NBT,）基无铅压电陶 瓷；,：,3.,铌酸盐系无铅压电陶瓷；,：,4.,铋层状结构压电陶瓷。,58,二、无铅压电材料,具体为：（,1,）,BaTi,O,3,基无铅压电陶瓷,a,（,1-,x,）,BaTi,O,3,-xABO,3,（,A=B,a,、,Ca,等，,B=Z,r,、,S,n,、,H,f,、,C,e,等）,b,（,1-,x,）,BaTi,O,3,-x,A,I,B,II,O,3,（,A,I,=K,、,N,a,，,B,II,=N,b,、,Ta,）,c,（,1-,x,）,BaTi,O,3,-x,A,II,0.5,NbO,（,A,II,=C,a,、,3,Sr,、,B,a,）,59,二、无铅压电材料,（,2,）,B,i,1/,2,Na,1/,2,Ti,O,3,基无铅压电陶瓷,a,(1-x)BNT-xBi,0.,5,K,0.,5,Ti,O,3,b,(1-x)BNT-xATiO,3,(A=B,a,、,S,r,、,Ca,或由它 们组成的复合离子）,c,(1-x)BNT-xA,I,Nb,O,3,（,A,I,=K,、,Li,、,Na,）,d,(1-x)BNT-xA,I,B,I,I,O,3,（,A,I,=Bi,、,La,；,B,II,=Cr,、,F,e,、,Sc,、,M,n,）,e,(1-x)BNT-xBaTiO,3,-yBiFeO,3,60,二、无铅压电陶瓷材料,（,3,）,NaNbO,3,基无铅压电陶瓷,a,（,1-x,）,NaNb,O,3,-x,A,I,Nb,2,O,6,b,（,1-,x,）,NaNb,O,3,-x,A,I,TiO,3,（,4,）铋层状结构压电陶瓷,aBi,4,T,i,3,O,1,2,基无铅压电陶瓷,bMB,i,4,T,i,4,O,15,基无铅压电陶瓷,c MBi,2,Nb,2,O,9,基无铅压电陶瓷,（,M=Sr,、,C,a,、,B,a,、,N,a,0.5,B,i,0.5,等,),d,复合铋层状结构压电陶瓷,61,二、无铅压电陶瓷材料,(5),钨青铜结构无铅压电陶瓷,a(Sr,x,B,a,1-,x,)Nb,2,O,6,基无铅压电陶瓷,b(A,x,S,r,1-,x,)NaNb,5,O,15,基无铅压电陶,瓷,(A=B,a,、,Ca,、,M,g,等）,cBa,2,AgNb,5,O,15,基无铅压电陶瓷,62,三、,压电陶瓷的制造工艺,工艺：,原料 烧成,配料 被银,球磨 极化,预烧 检测,63,（,1,）原料对性能的影响,原料的纯度和所处的状态对压电陶瓷材料 的性能有极大的影响。,同一配方，使用不同出处的原料可能得到,不同性能的陶瓷，,因此根据杂质对性能,的影响，,64,原料,纯度,一般来说，配料中用量大的原料，要求纯度高 些，本科实验,要求,达,98,%,以上，,研究,级,99.9,%,以,上,。而用量很小的添加剂，即使纯度低些也不致引,入较多的杂质。,65,（,2,）合成条件对性能的影响,预烧,的主要目的是为了使化学反应充分进 行，,合成,钙钛矿型结构的,主晶相,。,50,0,600,：未反应,60,0,700,：,PbO+TiO,2,PbTiO,3,70,0,750,：,PbTi,O,3,+PbO+Ti,O,2,Pb,（,Z,r,1-,X,T,i,X,）,O,3,75,0,800,：,PbTi,O,3,+,P,b,（,Zr,1-,X,T,i,X,）,O,3,Pb,（,Z,r,0.,5,T,i,0.,5,）,O,3,66,（,3,）烧成条件对性能的影响,A,温度和时间,B,组成对烧结的影响 添加剂对烧结的影响：,“,软,性,”,添加剂可以促进烧结,；,“,硬,性,”,添加剂使烧结不易进行；晶格畸变对 烧结有利；液相烧结可以促进烧结,67,（,4,）极化程度对性能的影响,：,压电陶瓷材料必须经过极化之后才具有压电性 能。,：,极化,就是在直流电场的作用下使铁电畴沿电场,方向取向。,：,同一配方，如极化条件不同,，极化进行的程度,不同，材料的,性能指标可以相差很大,。,：,一般随着,极化程度的提高,，,d,33,、,Kp,增加,。,：,介电损耗,随着极化程度的提高而,降低,。,：,Q,m,随极化程度的提高而,升高,。,68,压电陶瓷材料的应用,1,、在水声技术中的应用（声纳）发射换能器：用硬性材料；接收换能器：软性材料,2,、在超声技术中的应用,3,、在高电压发生装置上的应用,4,、在滤波器上的应用（电视机，红外探测器）,5,、在电声设备上的应用（发烧友所用专业音响）,69,：,压电铁电陶瓷材料的应用已遍及人们日常生 活中的每个角落。,：,如香烟、煤气灶、热水器的点火要用到压电 点火器；,：,电子钟表、声控门、报警器、儿童玩具、电 话等都要用上压电谐振器和蜂鸣器；,70,：,银行、商店、超净厂房和安全保密场所,的管理以及侦察、破案等场合都可能要 用上能验证每个人笔迹和声音特征的压,电传感器；,71,：,医院检查人体内脏器官要用装有压电陶瓷探 头的医用超声仪；,：,家用电器中的电视机要用压电陶瓷滤波器、压,电,SAW,滤波器、压电变压器；,：,收录机要用压电微音器、压电喇叭；,：,照相机和录像机要用压电马达等。,72,：,用压电陶瓷做成的压电引信，可以精确,引燃引爆破甲弹等杀伤性武器；,：,再如压电陶瓷制作的压电陀螺，是航空,航天不可或缺,的,“,舵,手,”,等等。,73,：,压电陶瓷器件不仅在工业和民用产品上用途 十分广泛，在,军事上,也同样获得了大量的应,用。,：,如将压电陶瓷做成水声换能器，作为核潜艇 的一双明亮,的,“,眼,睛,”,，可以顺利进行水下导 航、通讯、侦察敌舰、清扫敌布水雷等工作。,74,声纳探防武器,：,利用无线电波和激光可以进行电子对抗战，同时，也可以利用声波来制造出许多声音对 抗武器。这其中最主要的就,是,-,声纳。,：,“,声,纳,”,是声音、导航、测距三个英文字母的 缩略语。,：,它的主要作用是探测潜艇和防止潜艇的攻 击，或者对潜艇进行攻击。特别,是,6,0,年代出 现核潜艇以来，声纳探防武器的发展也日新,月异了。,75,朗之万发明声纳,：,世界上第一部军用声纳是法国著名物理学家保,罗,朗,之万发明的。当时运用于二次大战中对德军潜艇的,探测。,：,这种声纳当时也,叫,“,回声定位,仪,”,和,“,水声换能,器,”,，,就是把电能转换成声波向水中发射，或把水中的声 波转换成电能的一种电声互换装置，一般都可以收 发两用。,：,当潜艇悄悄地潜航过来时，发动机所发出的声响实 际上就像给反潜人员打了个电话一样，告诉人们,：,我在这,里,。,76,声纳浮标,：,最常用的反潜声纳,是,“,声纳浮,标,”,。它的形状 像一个圆筒子，高,约,50-9,0,厘米，,重,2-10,公斤 左右。,：,反潜直升机往往把它投到水面上漂浮。这样 只要一有潜艇进入，它就会,窃听,到深水下 的潜艇声音，马上给反潜直升飞机报警，反 潜直升机便根据它报告的潜艇方向、位置及,深度投掷深水反潜炸弹，将潜艇击沉。,77,