图3。6 双边应变曲线  19

图3。7 双晶片致动器实物图  21

图3。8 双晶片致动器示意图  21

图3。9 双晶片致动器截面在放大220倍下SEM图  22

图3。10 双晶片致动器上陶瓷片在放大1500倍下SEM图  22

图3。11 双晶片致动器显微镜下未接电源图  23

图3。12 双晶片致动器在0。2Hz条件下致动图  24

图3。13双晶片致动器在25Hz条件下仅有模糊轨迹  24

表2。1  原料参数 7From+优`尔^文W网wWw.YouErw.com 加QQ75201^8766

表3。1  自由端长度不同的双晶片致动器单向位移量 23

1  绪论

1。1  引言

    近年来，随着光电信息产业、自动化产业和计算机产业的快速发展，人们对于新材料的追求热情也越来越高，特别是压电材料在各种设备中的应用加快了人们对压电材料的研究。压电设备在许多领域都有很好的应用，包括工业、制造业、医疗领域及通讯领域中，因此对压电材料的研究有很好的前景。压电材料的巨大材料族因它的轻重量轻和体积小而开始快速发展。压电材料可用在压电晶体振荡器、压电滤波器、压电换能器和压电高压发生器等很多仪器设备上，日常生活中打火机的点火器往往也是压电材料，所以压电材料可以说是深入我们的日常生活。

压电致动器元件是在电场作用下会发生应变和位移的器件，其中双晶片致动器使用最多。双晶片致动元件可以用于压电微滴喷墨打印机、压电式气流发生器件、压电陶瓷继电器、压电旋转马达、压电双晶片驱动的光纤开关和压电双晶片驱动的摆动式CCD摄像器等[1]。

1。2  压电材料

1。2。1  压电效应及其机理

压电效应是在一些材料（例如：晶体、陶瓷、骨和DNA及蛋白质这样的生物物质）被施加一定的机械应力时，在材料上会积累电荷的一种现象[2]。压电效应是1880年由法国物理学家居里·皮埃尔和居里·雅克首先在石英晶体中发现的[3]。压电材料也体现一种相反的效应，叫做逆压电效应，当在压电材料上施加一个外加电场时会在晶体中产生机械变形，电场撤去后变形也随之消失。

压电效应的本质与固体中电偶极矩的出现紧密相关，而电偶极矩可能由不对称电荷环境下的晶体点阵位置的离子引起(如在BaTiO3和PZT族中)或是可能由分子团直接携带（如在蔗糖）。当施加机械应力时，压电效应的决定性因素是极化强度的改变。这可能是由于在外应力影响下偶极子诱导周围重构或分子的电偶极矩方向重新指向。压电性可能体现在极化强度的变化、方向或是两者，具体是晶体中极化方向、晶体对称性及施加的机械应力[3]。

图1。1为压电效应的产生机理，当晶体不受外力时，晶体中电荷的重心相互重合，晶体表面上没有束缚电荷，则没有净电偶极矩（如图1。1（a）所示）；当晶体在某一特定方向上受到机械压应力作用时，晶格发生形变而使电荷重心不重合，则出现净电偶极矩（如图1。1（2）所示）；同理在机械拉应力作用下也会产生净电偶极矩（如图1。1（c）所示）[4]。

图1。1 压电效应的机理示意图

在32种晶体族中，有21个是非中心对称，并且其中有20种可能具有压电性。压电晶体还必须是绝缘体或半导体，同时还必须带有正、负电荷的质点—离子或离子团，所以即便属于这20种晶体族，也不一定具有压电性能。

1。2。2  压电材料的种类

压电材料一般可以分为三大类：压电复合材料、无机压电材料以及有机压电材料。