压电陶瓷的灵敏度如何

神奇的能量转换材料——压电陶瓷

伍萌佳
在茫茫大海中探测到古代沉船的精确位置，你可知道探测人员的“千里眼”、“顺风耳”是什么？将按钮轻轻一按，煤气灶燃起蓝色的火焰，你可知道是什么实现了这种便利？隐身飞机飞到敌人雷达的眼皮底下也难以被发现，你知道它使用了什么“障目法”？
以上各种各样的有趣现象、神奇功能，都离不开陶瓷大家族中一位活力四射的成员－－压电陶瓷，它可以实现“机械能”与“电能”相互转换的功能，且具有能量转换（或信号转换）灵敏、精确、频率稳定性好、转换效率高等特点。

压电陶瓷的这种奇特的能量转换（或信号转换）功能有着非常广泛的实用价值，涉及到许多先进技术和军事技术，并与人类的日常生活密切相关。

⑴ 用作压电点火器的发火元件 采用大约黄豆大小的二粒锆钛酸铅压电陶瓷，依靠人手指按压的力量，便可产生大约数千伏以上的高电压，并使相距几毫米的电极之间的空气放电击穿，从而达到引燃的目的。此功能用于电子打火机、燃气灶、导弹引爆器中的点火器的发火元件。由于压电陶瓷具有陶瓷的基本性能，即强度高、硬度大、耐磨损、抗氧化，故用压电陶瓷制作的火石在电子打火机和燃气灶的点火器中使用寿命长，打火次数可达100万次以上。也由于压电陶瓷能量转换灵敏精确且转换效率高，故用在导弹引爆装置中作为点火器元件，其引爆准确率相当高而几乎无失误。

⑵ 用作电话手机的信号转换器元件 压电陶瓷在电声信号转换中，无论是受机械振动波的作用还是受到交变电场的影响，均会产生机械形变，其形变量尽管很小，最多不超过本身尺寸的千万分之一，别小看这微小的变化，它即能够灵敏而精确地实现声波和电频信号的可逆转化，在现代化通信工具中充当着关键性角色。如当手机中的压电陶瓷传感元件接受声波振动冲击时，会通过正压电效应将声音转换成电频信号经调制成微波信号后向外部发射；同时，从外部接受来的微波信号经解调成电频信号后，会通过压电陶瓷传感元件的电致伸缩效应将其转换成机械振动波，以实现通话。由于压电陶瓷信号转换具有极高的灵敏度和精确度，频率稳定性好而适用频率范围宽，特别是在多路通信设备中能提高抗干扰性。故传话几乎不失真。

⑶ 用作传感探测器的传感元件 压电陶瓷传感性能（即信号转换性能）非常灵敏而精确，可将极微