壓電生物陶瓷是指用作生物醫學材料的壓電陶瓷材料，包括壓電單晶、壓電多晶體及其與聚合物複合的壓電材料。如LiNbO3單晶(鈮酸鋰)、PZT(鋯鈦酸鋁)和BaTiO3(鈦酸鋇)壓電陶瓷等。主要用於製作人體信息探測的壓電感測器，如用鈦酸鋇壓電陶瓷製作的心內導管壓電微壓器以及複合壓電材料製作的脈壓感測器等。
基本介紹
結構與原理,壓電陶瓷材料,特點,套用,
結構與原理
壓電效應是指某些電介質(無對稱中心的晶體)在機械應力的作用下，產生形變，極化狀態發生變化，故使晶體兩端表面出現符號相反的電荷。壓電效應包括正、逆壓電效應。
在某些沒有對稱中心的晶體中，還可以由於溫度的變化產生極化，導致表面電荷變化，這種現象稱為熱釋電效應。熱釋電效應是由於晶體中存在自發極化引起的，壓電體不一定都具有熱釋電性。
在熱釋電晶體中，有若干種晶體不但在某溫度範圍內具有自發極化，而且其自發極化強度可以因外電場而反向，這即是鐵電體。因此電介質、壓電體、熱釋電體、鐵電體之間是層層包容的關係。一種經極化處理、具有壓電作用的鐵電陶瓷稱為壓電陶瓷。從晶體結構看，屬於鈣鈦礦型、鎢青銅型、層狀鉍鈕化合物、燒綠石型化合物以及以PZT為基的四元系陶瓷等都具有壓電性。常用的壓電陶瓷如鈦酸鋇陶瓷、鈦酸鉛陶瓷、鋯鈦酸鉛陶瓷(簡稱PZT)、以PZT為基的三元系陶瓷和鈮酸鹽系壓電陶瓷等都屬鈣鈦礦型。
壓電陶瓷材料
壓電陶瓷是多晶燒結體，是一種能把電能轉換成機械能或者把機械能轉換成電能的一種陶瓷功能材料。它與壓電單晶相比，具有許多令人滿意的優點，主要是：製造方便、設備簡單、可成批生產、成本低、不受尺寸和形狀的限制，可以在任意方向極化，通過調節組分可在很寬的範圍內改變材料的性能，以適應各種不同用途的需要，不溶於水，且能耐熱耐濕，化學穩定性好等。
19世紀末和20世紀初相繼發現水晶和酒石酸鉀鈉等材料具有壓電性質，20世紀40年代初發現鈦酸鋇具有壓電性質，20世紀60年代發展了鈮酸鹽壓電陶瓷，20世紀70年代發展了鋯鈦酸鉛鑭透明壓電陶瓷(PLZT)，使壓電陶瓷的品種和系列進一步擴大。
特點
由於壓電陶瓷的敏感性很強，能精確地測量出微弱的壓力變化，人們用它來製造地震測量裝置是非常適合的。地震波經過壓電陶瓷的作用，可以感應一定強度的電信號。並在螢幕上矽示或以其他形式表現出來：同時，壓電陶瓷還能夠測定聲波的傳播方向。所以，用來測定和報告地震十分精確。利用壓電陶瓷製造的電子振盪器和電子濾波器，頻率穩定性好、精度高、使用壽命長，特別是在多路通信設備中能提高抗干擾性。用壓電陶瓷可以製成聲波探魚儀，在水中能發出很強的聲波並傳至遠距離之外，可以有效地探測魚群的分布情況、規模、種類以及其他有關的資料，是捕撈作業的得力助手。
套用
生物醫學工程是壓電陶瓷套用的重要領域。可以用它來製作探測人體信息的壓電感測器和進行壓電超聲治療。當壓電陶瓷發出的超音波在人體內傳輸時，體內的不同組織對超音波有不同的發射和透射作用。反射回來的超音波經壓電陶瓷接收器轉換成電信號並顯示在螢幕上，據此就可以檢查內臟組織的情況，判斷是否發生病變。進入人體的超音波達到一定強度時，能使組織發熱並輕微震動。這種作用可以對一些疾病起到治療作剛。
