压电陶瓷 指的是人工制造的压电多晶材料，其性能稳定性不如压电单晶体，但其造价比单晶 体低很多，并且随着纳米技术的发展和应用，科研工作者们不断完善压电陶瓷的制备工 艺，使得压电陶瓷的性能稳定性大幅提升，且其高温性能较好，有逐步取代压电单晶体 的趋势。论文网

压电聚合物 包括压电塑料、压电橡胶、压电树脂、压电高聚物复合材料及合成多肽等，其中以 偏聚氟乙烯（PVDF）及其共聚物为代表。这类材料既有高分子材料密度低、柔性高、 耐冲击的特点，又具有压电性已被广泛应用到电声、水声、压力传感器中。但其压电性 不稳定且高温性能较差大大限制了它的发展[4]。

压电复合材料 指将压电陶瓷和压电聚合物以一定的配比按一定的连接形式组合起来，以达到取长 补短的效果。这类材料融合了压电陶瓷与压电聚合物的优点，具有广泛的应用前景。

利用压电材料的电致伸缩效应而产生的机械位移能够实现对所需的微小变形的精准调控，

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可用于精密致动装置；利用正压电效应可以制成各类传感器，用于检测微小位移变化并将其 转化为电信号；利用压电效应可将机械能转换为电能，可用于制造压电点火装置、医用超声 器等。

1。2 驱动器用 PZT 压电陶瓷

从上文对压电材料的概述中，我们已知压电陶瓷材料相对于其他压电材料有着很大的优 越性，而压电陶瓷材料中，尤以 Pb(Zrx ,Ti1-x)O3 (PZT)陶瓷应用最为广泛。PZT 基压电陶瓷电 气性能优良、化学稳定性高并且能够以很小的成本通过简易的工艺生产制造，在各类压电陶 瓷应用中占据了最重要的位置。但其所需的烧结温度高,烧结时大量的含铅化合物的挥发会造 成化学计量比偏离,使性能下降,并且对环境造成污染[2]，这就使其应用受到了一定的限制。

PZT 陶瓷为 PbTiO3 和 PbZrO3 组成的二元结构，因 PbTiO3 和 PbZrO3 点阵排布状态相似 均为钙钛矿型结构，且 Zr4+和 Ti4+原子半径相近，因而二者能形成连续固溶体[5]。其准同型相 界对选择各成分配比使其性能达到最优，和其进行掺杂改性有着重要的参考作用。因此，对 PZT 陶瓷进行掺杂改性和根据其二元系、三元系相图改进陶瓷配方以满足不同需求成为一大 研究热点。

1。2。1  PZT 陶瓷的结构和相图

PZT 分子式可写为 Pb(Zrx ,Ti1-x)O3 为 ABO3 钙钛矿型构造，晶体由一系列共顶点的八面体 组成。每个平行六面体原胞中，A 位原子即 Pb2+占据六面体的顶点位置，B 位原子可能为 Zr4+ 也可能为 Ti4+占据平行六面体的体心位置，O2-则占据六面体的面心位置。当温度大于于居里 温度时，正负电荷重心重叠；温度小于居里温度时，正负电荷重心则发生偏移。如图 1。3 所 示。

图 1。3 PZT 压电陶瓷钙钛矿结构图示

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图 1。4 为 PbTiO3-PbZrO3 二元系相图，从图中我们可以看出 Tc 线横向贯穿整个相图，这 条相界线将 Pc(顺电立方相)、FR(铁电三角相)和 FT(铁电四方相)分离开来。Tc 线下面，在 Zr/Ti=52/48 的附近范围内存在一条准同型相界（MPB），它将 FR(铁电三角相)和 FT(铁电四 方相)分开。PZT 陶瓷的成分配比在准同型相界周围范围内时有较为优异的电学性能，例如 较大的介电常数和较大的机电耦合系数。

图 1。4 PbTiO3-PbZrO3 二元系固溶体相图