铁电体的铁电性来源于其特有的自发极化机制，其自发极化与铁电体的晶体结构密切相关。通常，铁电体的自发极化来源于晶体中的某些原子或离子的位置变化，从而使正负电荷的对称中心偏离，形成电偶极矩。自发极化主要包括氢键中的质子运动有序化、氧八面体中心离子位移偏离中心、氢氧根集团择优分布和其他离子集团的极性分布等机制。

1。2。压电陶瓷

   压电材料包括压电晶体和压电陶瓷，其中压电晶体一般是指具有压电效应的单晶体，而压电陶瓷则泛指压电多晶体。压电陶瓷是指将含有必要成份的原料通过混合、成型、高温烧结等工艺，经由粉粒之间的固相反应和烧结过程从而获得的由无规则微细晶粒聚合成的多晶体；因其具有压电性故称压电陶瓷，实际上压电陶瓷也是铁电陶瓷。在这种陶瓷的晶粒之中存在铁电畴，铁电畴在人工极化（施加强直流电场）条件下，自发极化的方向将沿外电场方向充分排列并在撤消外电场后保持极化强度与方向不变，既具有宏观压电性。其应用领域可以粗略分为两大类：即振动能与超声振动能-电能换能器应用，主要包括水声换能器、电声换能器和超声换能器等，以及其它传感器与驱动器应用。

   压电陶瓷的优点包括：制备工艺相对简单，稳定的化学性质，产品的形状和

大小较容易控制，成本低；与压电聚合物和复合压电材料等其他压电材料相比，压电陶瓷具有制备工艺简单、生产成本低、压电性能高等优点[2]。通常，压电陶瓷可分为铅基压电陶瓷和无铅压电陶瓷两大类。

1。2。1。铅基压电陶瓷

   铅基压电陶瓷可分为单元系、二元系和三元系铅基压电陶瓷。单元系指纯PbTiO3陶瓷，为钙钛矿结构铁电体具有高Tc温度（490度），其主要缺点是各向异性大，晶界能高，难以制备致密、机械强度高的样品且矫顽场强大，预极化困难。二元系铅基压电陶瓷通常指PbZrO3和PbTiO3所形成的具有钙钛矿结构的连续固溶体Pb(ZrxTi1-x)O3(简称 PZT),一般x取0。53，因为当Zr/Ti的含量比为 53/47 时，将出现三角相与四方相的相界，该相界被称为准同型相界（简写为MPB）。在MPB附近，PZT陶瓷的性能一般会发生突变，其原因与两相共存引起晶体结构的变化有关。一般来说，压电常数d33、相对介电常数εr和机电耦合系数kp通常都在 MPB 附近取得最大值，然而机械品质因数Qm却在MPB 附近明显降低，这将不利于PZT 陶瓷在如高能换能器等某些对Qm有较高需求的领域应用[3]。三元系铅基压电陶瓷是指在PZT的基础上再添加三元-复合钙钛矿型物质组成的。由于第三相的存在，可供选择的组成范围变得更为宽广，从而通过对组成的调控可使得在PZT中难以获得的高参数或难以兼顾的几种性能均可得到一定程度满足。

   由化学式计算可知在PZT陶瓷中氧化铅的含量占其原料总质量的60％以上，由于氧化铅是一种易挥发性的有毒物质，若在具有氧化铅的环境中长时间工作，这些氧化铅将积累在人的体内，损伤大脑和神经系统[4]。此外被废弃的铅基压电陶瓷若未经回收处理就被丢弃在大自然中，则这些物质中所包含的铅可以通过酸雨等途径进入水、土壤及河流中，污染地下水和农作物，给人类及自然环境带来巨大的的危害。因此作为铅基压电陶瓷的替代品，相对环保的无铅压电陶瓷日渐收到人们的关注。

1。2。2。无铅压电陶瓷

   无铅压电陶瓷既指不含铅元素的压电陶瓷。目前无铅压电陶瓷的体系主要有五类：钛酸钡（BaTiO3，BT）基无铅压电陶瓷、钛酸铋钠（(Bi0。5Na0。5)TiO3,BNT）基无铅压电陶瓷、铋层状结构无铅压电陶瓷、钨青铜结构无铅压电陶瓷和碱金属铌酸盐(K0。5Na0．5Nb03，KNN为主)系无铅压电陶瓷。 文献综述