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压电元件可使电信号和机械信号相互转换。一定形状的压电陶瓷元件主要由PbTiO3-PbZrO3系（PZT）烧结而制成，即使是烧结体，通过极化也可获得单晶所具有的压电性。压电元件的主要用途有火花塞和谐振器。谐振器起选择性通过特定频率电波滤器的作用，是电视（TV）、无线电等调谐电路不可缺少的元件。
压电现象是100多年前居里兄弟研究石英时发现的。那么，什么是压电效应呢？ 当你在点燃煤气灶或热水器时,就有一种压电陶瓷已悄悄地为你服务了一次。生产厂家在这类压电点火装置内，藏着一块压电陶瓷，当用户按下...
会更贵一点。不过如果你是个人用，应该不成什么负担。
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压电陶瓷复合材料振动发电研究
压电陶瓷复合材料振动发电研究
根据仿真设计和计算结果,制备了悬臂梁结构压电陶瓷复合材料,并考察了其振动发电性能。对复合材料的内外阻抗进行匹配,获得了最大的功率输出并在最佳阻抗匹配条件下,研究了振动发电性能与激励振幅和频率的关系。研究结果表明,压电复合材料的振动发电功率随着激励振幅的增大呈二阶增大,随着激励频率的增大呈线性增大。
【Technews科技新报】压电材料是一种被施加电场时会改变形状的材料，具有广泛应用，其中一个焦点压电材料陶瓷成本低廉，可惜的是电致应变值很低，导致效率不佳。现在印度科学家设计出电致应变值比以往还要高 2 倍的新陶瓷压电材料，将使感测器或驱动器有更便宜的材料选择。
压电效应在声音产生与侦测、高电压生成、电频生成、微量天平、光学元件超细聚焦等方面有着重要运用，压电材料种类甚多，如单晶、高分子、薄膜、陶瓷、复合材料等，受惠于晶格内原子特殊排列方式，当在压电材料表面施加电场（电压）时，材料因应力场与电场耦合而会产生「逆压电效应」：电场作用导致电偶极矩被拉长，压电材料为抵抗变化会沿电场方向伸长（机械形变），实质上是电能转化为机械能的过程。
压电材料种类可以分成压电单晶体、压电多晶体（压电陶瓷）、压电聚合物、压电复合材料等 4 大类；若根据具体材料形态，则可以分为压电体材料和压电薄膜两大类，能诱发的形变越大越好，特别有利于超声波设备应用。
上述分类中，压电单晶体因具有大于 1% 的电致应变值（electrostrain value）所以效率最佳，多数为铁电晶体，比如含氧八面体的铁电晶体、含氢键的铁电晶体、含层状结构的钛酸铋晶体等；另外也有包括石英、硫化镉、氧化锌、氮化铝等的晶体，其中天然材料（如石英）切割成单晶体后，会在电压施加时自动压缩或膨胀，但同时成本高昂且制造困难。
因此 1950 年代以来，研究人员便将另一大焦点放在由多个微小晶体组成的压电多晶体（压电陶瓷）身上，其成本相较于压电单晶体便宜了百倍，但电致应变值通常也很低，有一好无两好。
目前，电致应变值最高的材料是一种称为铁电弛缓体（relaxor ferroelectrics）的特殊类型，高达 1.7%，过去研究人员一直无法再突破陶瓷材料的应变值，直到现在，陶瓷压电材料可能有机会出头天了。
印度科学理工学院（IISc）材料工程系副教授 Rajeev Ranjan 设计出电致应变值高达 1.3% 的陶瓷压电材料，是迄今为止所有陶瓷材料中最高（高出 2 倍）且最接近压电单晶体纪录的电致应变值，Rajeev Ranjan 表示，制作陶瓷的过程与制砖相似，这项设计将使感测器或驱动器得以选择便宜许多的材料。
之前，多数陶瓷压电材料有一个大缺点，施加电场时材料发生应变，但电场消失后形状却变不回原始状态，所以后续施加第 2 次、第 3 次电场时，电致应变值会急剧减少。为了改善这项不可逆缺点，研究团队首先准备主要成分为 BiFeO3 和 PbTiO3 的陶瓷材料，接着添加元素镧（lanthanum）来对上述两种化合物进行化学修饰，使得电场关闭后，材料能跟着回复原始状态。
现在你可以将这种陶瓷压电材料比喻为橡胶，它和其他材料一样经得起反覆拉伸，但成本大幅下滑。新研究已发布在《自然-材料》（Nature Materials）期刊。
New ceramic material could cut down cost of piezoelectric devices（首图为示意图，来源：百度百科）
分为压电晶体和压电陶瓷，压电晶体一般是指压电单晶体；压电陶瓷则泛指压电多晶体。压电陶瓷是指用必要成份的原料进行混合、成型、高温烧结，由粉粒之间的固相反应和烧结过程而获得的微细晶粒无规则集合而成的多晶体。具有压电性的陶瓷称压电陶瓷，实际上也是铁电陶瓷。在这种陶瓷的晶粒之中存在铁电畴，铁电畴由自发极化方向反向平行的180 畴和自发极化方向互相垂直的90畴组成，这些电畴在人工极化（施加强直流电场）条件下，自发极化依外电场方向充分排列并在撤消外电场后保持剩余极化强度，因此具有宏观压电性。如：钛酸钡BT、锆钛酸铅PZT、改性锆钛酸铅、偏铌酸铅、铌酸铅钡锂PBLN、改性钛酸铅PT等。这类材料的研制成功，促进了声换能器，压电传感器的各种压电器件性能的改善和提高。
压电晶体一般指压电单晶体，是指按晶体空间点阵长程有序生长而成的晶体。这种晶体结构无对称中心，因此具有压电性。如水晶（石英晶体）、镓酸锂、锗酸锂、锗酸钛以及铁晶体管铌酸锂、钽酸锂等。
相比较而言，压电陶瓷压电性强、介电常数高、可以加工成任意形状，但机械品质因子较低、电损耗较大、稳定性差，因而适合于大功率换能器和宽带滤波器等应用，但对高频、高稳定应用不理想。石英等压电单晶压电性弱，介电常数很低，受切型限制存在尺寸局限，但稳定性很高，机械品质因子高，多用来作标准频率控制的振子、高选择性（多属高频狭带通）的滤波器以及高频、高温超声换能器等。由于铌镁酸铅Pb(Mg1/3Nb2/3)O3单晶体（Kp ≥90%, d33≥900×10-3C/N, ε≥20,000）性能特异，国内外上都开始这种材料的研究，但由于其居里点太低，离使用化尚有一段距离。
又称压电聚合物，如聚偏氟乙烯（PVDF）（薄膜）及以它为代表的其他有机压电（薄膜）材料。这类材料及其材质柔韧，低密度，低阻抗和高压电电压常数(g)等优点为世人瞩目，且发展十分迅速，水声超声测量，压力传感，引燃引爆等方面获得应用。不足之处是压电应变常数（d）偏低，使之作为有源发射换能器受到很大的限制。第三类是复合压电材料，这类材料是在有机聚合物基底材料中嵌入片状、棒状、杆状、或粉末状压电材料构成的。至今已在水声、电声、超声、医学等领域得到广泛的应用。如果它制成水声换能器，不仅具有高的静水压响应速率，而且耐冲击，不易受损且可用与不同的深度。
压电材料会有压电效应是因晶格内原子间特殊排列方式，使得材料有应力场与电场耦合的效应。根据材料的种类，压电材料可以分成压电单晶体、压电多晶体（压电陶瓷）、压电聚合物和压电复合材料四种。根据具体的材料形态，则可以分为压电体材料和压电薄膜两大类。
早在1940年，苏联就曾发现木材具有压电性。之后又相继在苎麻、丝竹、动物骨骼、皮肤、血管等组织中发现了压电性。1960年发现了人工合成的高分子聚合物的压电性。1969年发现电极化后的聚偏二氟乙烯具有较强的压电性。具有较强压电性的材料包括PVDF及其共聚物、聚氟乙烯、聚氯乙烯、聚-γ-甲基-L-谷氨酸酯和尼龙-11等。
压电复合材料是有两种或多种材料复合而成的压电材料。常见的压电复合材料为压电陶瓷和聚合物（例如聚偏氟乙烯活环氧树脂）的两相复合材料。这种复合材料兼具压电陶瓷和聚合物的长处，具有很好的柔韧性和加工性能，并具有较低的密度、容易和空气、水、生物组织实现声阻抗匹配。此外，压电复合材料还具有压电常数高的特点。压电复合材料在医疗、传感、测量等领域有着广泛的应用。
科学家设计出新陶瓷压电材料，电致应变值达 1.3%
