压电产品基础应用领域

    随着信息产业的飞速发展,压电陶瓷频率器件（滤波器、谐振器、陷波器、鉴频器等）已在音视频、通讯、电脑周边等领域大量应用。

    据统计,迄今用压电陶瓷做成的滤波器和谐振器,是民品上用量最大的两类主要压电产品,其中陶瓷滤波器用量最大、用途最广,并在军事通信、电子对抗、卫星导航系统中起到重要作用。

  压电产品拥有广泛的市场需求

    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;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;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

    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;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。

  压电产品市场规模

    压电陶瓷作为重要的功能材料在电子材料领域占据相当大的比重。近几年来,压电陶瓷在全球每年销售量按15%左右的速度增长,据资料统计,2000年全球压电陶瓷产品销售额约达30亿美元以上。

 “无铅化”影响压电陶瓷产品的市场发展

    “环境材料”的概念提出对传统的压电铁电陶瓷的应用提出了新的挑战。

    目前传统的压电铁电陶瓷,包括弛豫性铁电陶瓷在内,大多是含铅陶瓷,其中氧化铅(或四氧化三铅)约占原料总重量的70%左右。含铅压电铁电陶瓷在制备、使用及废弃后处理过程中都会给环境和人类带来损害。为了保护地球和人类的生存空间,防止环境的污染,2001年欧洲议会通过了关于“电器和电子设备中限制有害物质”的法令,并定于2008年实施。其中在被限制使用的物质中就包括含铅的压电器件。

    为此,欧洲共同体立项151万欧元进行关于非铅系压电陶瓷的研究与开发。美国、日本和我国也将相继通过类似的法令,并已逐年提高了对研制非铅系压电陶瓷项目的支持力度。由此可见,发展非铅系的环境协调性的压电铁电陶瓷是一项紧迫且具有重大实用意义的课题。

    中国科学院在1979年就开始致力于非铅压电陶瓷的制备及其传感器器件的研制。2001年在国家高技术研究发展计划(“863”计划)的资助下,成功地开发了钙钛矿结构的钛酸铋钠钾系列和铋层状结构的钛酸铋锶钙系列的无铅压电陶瓷材料。

    不过,目前国内压电陶瓷市场上的无铅化产品未形成产业化优势,主流的压电陶瓷产品以传统的技术和生产方式进行运作,国内“无铅化”正是行业内主要的努力方向,尽快形成相应的研发、生产、销售一条龙的健康商业链条也是目前首要任务。