壓電陶瓷的應用是十分廣泛的,在宇航、電子、計算機、激光、超聲和能源等領域都得到了廣泛的應用。壓電陶瓷的應用,主要分為兩大類;壓電振子和壓電換能器。前者如振蕩器、諧振器、濾波器、延遲器,這類器件主要利用電——機及機——電換能原理進行工作,要求壓電、介電、彈性等性能穩定,機械品質因數高等。后者如傳聲器和超聲換能器等,主要用于能量轉換,要求機電耦合系數和品質因素高。
高壓發生裝置是利用壓電陶瓷材料的機電轉換特性制作的高電壓發生元件。
(1)壓電陶瓷點火器
壓電陶瓷點火器是利用壓電陶瓷將機械力轉換為電火花的裝置、壓電陶瓷點火器產生高壓電源的原理,是利用壓電陶瓷元件受機械力作用發生彈性形變而產生高壓輸出,然后通過高壓火花放電,點燃易燃油氣體。
壓電陶瓷點火器有壓電打火機、壓電高壓發生器和家用壓電陶瓷點火器等。
(2) 壓電陶瓷變壓器
壓電陶瓷變壓器是利用壓電陶瓷的電能→機械能→電能的機電能的二次變換,在諧振頻率獲得最高升壓輸出的裝置。其原理是把一定頻率的交變電場加在驅動部分時,由逆壓電效應產生機械形變,由此引起機械諧振,并沿瓷片的長度方向傳播。這種機械諧振,又通過正壓電效應,使瓷片的發電部分端面聚集大量束縛電荷;束縛電荷越多,從而在發電部分的端部電極上獲得相當高的電壓輸出。
制造壓電陶瓷變壓器的材料,應該具有高的機電耦合系數,特別是橫向機電耦合系數與縱向機電耦合系數要高。材料的熱穩定性要好,防止發熱損耗,機械品質因素要適當高些,要求具有良好的頻率溫度穩定性和時間穩定性。此外要有足夠的機械強度和耐較高的交流場強。
壓電變壓器的應用有連續點火裝置、高壓電源變換器多層復合結構壓電陶瓷變壓器等。
(3) 其他的應用
這類應用有遙控壓電信號發生器,如有線遙控、超聲遙控、無線遙控和電光遙控等。壓電按鈕開關,在電子計算機等多數電子設備中,存在動作啟動或停止,采用壓電開關能獲得輕巧的無觸點開關。
壓電動力開關,它是由壓電陶瓷元件和非晶態半導體所組成的開關元件。 此外還有便攜式小型電源(電源充電器), 可以利用壓電陶瓷發電對電池進行第二次充電,不需要更換電池。