为了更加细致的分享相关材料的详细内容，CERADIR先进陶瓷知识小课堂于本周开始正式启动啦！今天我们要一起学习的主题是：压电陶瓷的结构。
前言
若在一块具有电极、经过极化处理的压电陶瓷上方增加一个力，陶瓷片大概率会发生形变，并伴随电效应（如放电或充电现象）的产生，这种由于形变而产生电效应，称为正压电效应。相反，若在陶瓷片的电极上加一个电压，陶瓷片会产生形变效应，这种由于加电压而产形变效应，则被称为逆压电效应。压电效应整体上反映了陶瓷的“压”与“电”之间的线性耦合关系。
图1.压电陶瓷雾化片via网络压电陶瓷具有的压电效应由其本身的结构（内部结构）所决定的。详情内容如下：
01压电陶瓷属于多晶体
将一块压电陶瓷经过研磨、抛光、腐蚀等工序后，放于显微镜下观察，可以清楚地看出：其整个陶瓷体是由一颗颗的小晶粒无规则地“镶嵌”而成。由许多小晶粒组成的压电陶瓷，其每个小晶粒内的原子都是有规则地排列，但晶粒之间的晶格方向则不一定相同，因此从整体来看，仍是混乱、无规则的，这种结构可称之为多晶体。
图2.压电陶瓷晶粒的晶格取向via网络02晶体的内部结构
晶体结构的共同特点是晶胞的周期性重复排列。不同种类的晶体，其晶胞的大小、形状和构成晶胞的原子是不同的。如果从晶胞的形状（即对称性）来区分，客观世界成千上万种晶体可以归纳为32种对称类型，其中具有压电性的晶类共有20种。目前运用最广泛的压电陶瓷都属于钙钛矿型（CaTiO3)结构，例如钛酸钡（BaTiO3)、钛酸铅（PbTiO3)等。
他们的共同特点是：
①化学分子式的形式相同：都可以写成ABO3的形式。
②相应的离子在晶胞中排列的位置也是相同的：A离子位于六面体的顶角上，氧离子位于六面体的六个面心，B离子位于六面体的中心。整个晶粒就是由这样的晶胞重复排列而成的。
实际上，目前生产的压电陶瓷材料，除了采用单一的化合物（如BaTiO3陶瓷或者PbTiO3陶瓷）外，还可以采用两种或两种以上的ABO3形式（包含但不仅限于ABO3形式）化合物所形成的固溶体。例如，目前应用最广泛的锆钛酸铅（PZT),就是锆酸铅－钛酸铅的固溶体。
03晶体结构随温度变化的情况
压电材料的晶体结构并非一成不变，它随温度而变化，由量变到质变。对于具有钙钛矿型结构的ABO3晶体，如BaTiO3和PbTiO3,当温度高于相变温度时，晶格转变为立方晶系，无压电效应。
从一种晶系到另一种晶系的转变从而导致结构上的质变，物理学上称这个质变为相变。因为相变前后都是处于固体状态，且又被称为“固－固相变”。
Tc称为相变湿度，对于压电陶瓷，在Tc以上，无压电效应；在Tc以下，存在压电效应，所以，Tc又称为居里温度。
不同材料制成的压电陶瓷（甚至同一种材料含不同杂质时），它们的居里温度不同。当温度与居里温度相同时，晶格发生突变，即从一种晶系转变为另一种晶系。
