壓電陶瓷是一能夠將機械能和電能互相轉換的功能陶瓷材料。所謂壓電效應是指某些介質(zhì)在受到機械壓力時，哪怕這種壓力像聲波振動那樣微小，都會產(chǎn)生壓縮或伸長等形狀變化，引起介質(zhì)表面帶電，這是正壓電效應。反之，施加激勵電場，介質(zhì)將產(chǎn)生機械變形，稱逆壓電效應。這種奇妙的效應已經(jīng)被應用在與人們生活密切相關的許多領域，以實現(xiàn)能量轉換、傳感、驅動、頻率控制等功能。

在能量轉換方面，利用壓電陶瓷將機械能轉換成電能的特性，可以制造出壓電點火器、移動X光電源、炮彈引爆裝置。電子打火機中就有壓電陶瓷制作的火石，打火次數(shù)可在100萬次以上。用壓電陶瓷把電能轉換成超聲振動，可以用來探尋水下魚群的位置和形狀，對金屬進行無損探傷，以及超聲清洗、超聲醫(yī)療，還可以做成各種超聲切割器、焊接裝置及烙鐵，對塑料甚至金屬進行加工。

壓電陶瓷一般工藝流程：

（1）配料：進行料前處理，除雜去潮，然后按配方比例稱量各種原材料，注意少量的添加劑要放在大料的中間。

（2）混合磨細：目的是將各種原料混勻磨細，為預燒進行完全的固相反應準備條件。一般采取干磨或濕磨的方法。小批量可采取干磨，大批量可采取攪拌球磨或氣流粉碎的方法，效率較高。

（3）預燒：目的是在高溫下，各原料進行固相反應，合成壓電陶瓷。此道工序很重要，會直接影響燒結條件及最終產(chǎn)品的性能。

（4）二次細磨：目的是將預燒過的壓電陶瓷粉末再細振混勻磨細，為成瓷均勻、性能一致打好基礎。

（5）造粒：目的是使粉料形成高密度的流動性好的顆粒。方法可以手工進行但效率較低，目前高效的方法是采用噴霧造粒。此過程要加入黏合劑。

（6）成型：目的是將制好粒的料壓結成所要求的預制尺寸的毛坯。

（7）排塑：目的是將制粒時加入的黏合劑從毛坯中除掉。

（8）燒結成瓷：將毛坯在高溫下密封燒結成瓷。此環(huán)節(jié)相當重要。

（9）外形加工：將燒好的制品磨加工到所需要的成品尺寸。

（10）被電極：在要求的陶瓷表面設置上導電電極。一般方法有銀層燒滲、化學沉積和真空鍍膜。

（II）高壓極化：使陶瓷內(nèi)部電疇定向排列，從而使陶瓷具有壓電性能。

（12）老化測試：陶瓷性能穩(wěn)定后檢測各項指標，看是否達到了預期的性能要求。

1880年法國人居里兄弟發(fā)現(xiàn)了“壓電效應”。1942年，壓電陶瓷材料鈦酸鋇先后在美國、蘇聯(lián)和日本制成。1947年，鈦酸鋇拾音器——第一個壓電陶瓷器件誕生了。20世紀50年代初，又一種性能大大優(yōu)于鈦酸鋇的壓電陶瓷材料——鋯鈦酸鉛研制成功。從此，壓電陶瓷的發(fā)展進入了新的階段。60年代到70年代，壓電陶瓷不斷改進，漸趨完美。如用多種元素改進的鋯鈦酸鉛二元系壓電陶瓷，以鋯鈦酸鉛為基礎的三元系、四元系壓電陶瓷也都應運而生。這些材料性能優(yōu)異，制造簡單，成本低廉，應用廣泛。

壓電陶瓷對外力的敏感使它甚至可以感應到十幾米外飛蟲拍打翅膀對空氣的擾動，并將極其微弱的機械振動轉換成電信號。利用壓電陶瓷的這一特性，可應用于聲吶系統(tǒng)、氣象探測、遙測環(huán)境保護、家用電器等方面。

如今壓電陶瓷已經(jīng)被科學家應用到國防建設、科學研究、工業(yè)生產(chǎn)以及和人民生活密切相關的許多領域中，成為信息時代的多面手。

在航天領域，壓電陶瓷制作的壓電陀螺，是在太空中飛行的航天器、人造衛(wèi)星的“舵”。依靠“舵”，航天器和人造衛(wèi)星才能保證其既定的方位和航線。傳統(tǒng)的機械陀螺壽命短、精度差、靈敏度低，不能很好滿足航天器和衛(wèi)星系統(tǒng)的要求，而小巧玲瓏的壓電陀螺靈敏度高，可靠性好。

在潛入深海的潛艇上，都裝有人稱水下偵察兵的聲吶系統(tǒng)。它是水下導航、通信、偵察敵艦、清掃敵布水雷的不可缺少的設備，也是開發(fā)海洋資源的有力工具，它可以探測魚群、勘查海底地形地貌等。在這種聲內(nèi)系統(tǒng)中，有一雙明亮的“眼睛”——壓電陶瓷水聲換能器。當水聲換能器發(fā)射出的聲信號碰到一個目標后就會產(chǎn)生反射信號，這個反射信號被另一個接收型水聲換能器所接收，于是，就發(fā)現(xiàn)了目標。目前，壓電陶瓷是制作水聲換能器的最佳材料之一。