《壓電材料與應(yīng)用》教學(xué)大綱課程名稱（中文/英文）：壓電材料與應(yīng)用/PiezoelectricCeramicMaterialsandapplication課程類型：專業(yè)基礎(chǔ)課課程性質(zhì)：限選課 適用專業(yè)：無機(jī)非金屬材料工程電子信息材料方向?qū)W時數(shù)：40 其中：實(shí)驗(yàn)/上機(jī)學(xué)時：0 課外學(xué)時：0學(xué)分?jǐn)?shù)：2.5 考核方式：考查預(yù)修課程：無機(jī)化學(xué)、大學(xué)物理、物理化學(xué)、無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料制備原理。教學(xué)參考書：劉敬肖，胡志強(qiáng)編.壓電材料與應(yīng)用.大連輕工業(yè)學(xué)院印刷，2010年劉冬梅等編.壓電鐵電材料與器材.華中理工大學(xué)出版社，1990欒桂冬等編.壓電換能器和換能器陣.北京大學(xué)出版社，1990開課單位：紡織與材料工程學(xué)院無機(jī)非金屬材料工程系課程簡介：壓電材料與應(yīng)用是無機(jī)非金屬材料電子信息材料方向的專業(yè)限選課，主要介紹壓電學(xué)中的基礎(chǔ)理論知識和主要的壓電陶瓷材料，主要內(nèi)容包括：1）壓電晶體的介電性質(zhì)和彈性性質(zhì)；2）壓電晶體的壓電性質(zhì)和壓電方程組；3）鈣鈦礦結(jié)構(gòu)與鐵電性；4）鈦酸鉛、鋯酸鉛與鋯鈦酸鉛壓電陶瓷；5）壓電陶瓷的穩(wěn)定性問題；6）透明鐵電陶瓷和非鈣鈦礦類壓電陶瓷；以及壓電陶瓷的工藝要點(diǎn)、應(yīng)用和最新研究進(jìn)展。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解壓電材料的相關(guān)理論知識，掌握主要的基本概念和基本原理，為學(xué)生畢業(yè)后從事壓電材料的研究、開發(fā)和應(yīng)用工作奠定一定的理論基礎(chǔ)。本門課程對學(xué)生知識、能力和素質(zhì)的培養(yǎng)目標(biāo)：使學(xué)生了解和掌握壓電材料相關(guān)的專業(yè)知識。培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力以及社交能力和表達(dá)能力。培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力、工程實(shí)踐和解決問題能力。第一章 壓電材料概述（2學(xué)時）教學(xué)目的和要求要求熟練掌握壓電效應(yīng)、了解壓電陶瓷材料發(fā)展及應(yīng)用前景。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)壓電效應(yīng)的概念，壓電材料的種類和發(fā)展。教學(xué)內(nèi)容一、壓電效應(yīng)二、壓電陶瓷材料應(yīng)用第二章 壓電晶體的介電和彈性性質(zhì)（6學(xué)時）教學(xué)目的和要求掌握介電性質(zhì)和彈性性質(zhì)的幾個物理量，介電常數(shù)、彈性常數(shù)概念及與晶體對稱性的關(guān)系教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)介電特性，彈性性質(zhì)和彈性常數(shù)教學(xué)內(nèi)容一、壓電晶體的介電特性二、壓電晶體的彈性性質(zhì)三、壓電晶體的對稱性與介電常數(shù)和彈性常數(shù)的關(guān)系第三章 壓電晶體的壓電性質(zhì)及壓電方程組（8學(xué)時）教學(xué)目的和要求掌握壓電效應(yīng)、壓電常數(shù)及其壓電方程教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)壓電效應(yīng)，壓電常數(shù)，壓電方程，壓電材料的機(jī)電耦合系數(shù)教學(xué)內(nèi)容一、壓電晶體的彈性、介電性及熱性能之間的關(guān)系二、壓電晶體的壓電效應(yīng)三、壓電材料的壓電常數(shù)四、壓電方程組五、機(jī)電邊界條件以及各類壓電方程組系數(shù)之間的關(guān)系六、壓電材料的機(jī)電耦合系數(shù)七、壓電材料的幾個重要參數(shù)第四章鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)與鐵電性 （4學(xué)時）教學(xué)目的和要求要求熟練掌握鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)與極化。教學(xué)內(nèi)容一、鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)二、鐵電體與鐵電性三、自發(fā)極化與電疇第五章鈦酸鉛、鋯酸鉛及鋯鈦酸鉛壓電陶瓷 （4學(xué)時）教學(xué)目的和要求要求掌握PbTiO3、PbZrO3特性，掌握三元系壓電陶瓷，壓電陶瓷結(jié)構(gòu)與性能。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)PbTiO3特性，三元系壓電陶瓷結(jié)構(gòu)與性能。教學(xué)內(nèi)容一、PbTiO3特性二、PbZrO3特性三、PZT壓電陶瓷四、三元系壓電陶瓷第六章 壓電陶瓷的穩(wěn)定性問題（2學(xué)時）教學(xué)目的和要求要求掌握三元系壓電陶瓷穩(wěn)定性問題與非線性問題。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)三元系壓電陶瓷時間穩(wěn)定性問題。掌握壓電陶瓷材料的時間穩(wěn)定性及溫度穩(wěn)定性及其與組成、結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。了解壓電陶瓷材料的非線性問題及工程應(yīng)用上應(yīng)注意的問題。教學(xué)內(nèi)容一、時間穩(wěn)定性二、溫度穩(wěn)定性第七章 透明鐵電陶瓷 （2學(xué)時）教學(xué)目的和要求要求掌握透明鐵電陶瓷的組成和相圖。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)透明鐵電陶瓷的物理特性。教學(xué)內(nèi)容一、鐵電陶瓷的組成和相圖二、透明鐵電陶瓷工藝第八章 非鈣鈦礦型壓電陶瓷材料 （2學(xué)時）教學(xué)目的和要求了解鎢青銅型結(jié)構(gòu)、鉍層狀結(jié)構(gòu)及其壓電陶瓷材料的特性。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)鎢青銅型壓電陶瓷物理特性。教學(xué)內(nèi)容一、鎢青銅型壓電陶瓷二、含鉍層狀結(jié)構(gòu)壓電陶瓷第九章 壓電陶瓷工藝要點(diǎn) （2學(xué)時）教學(xué)目的和要求要求掌握工藝原理。掌握壓電陶瓷材料制造的工藝要點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)壓電陶瓷的組織結(jié)構(gòu)對性能的影響。教學(xué)內(nèi)容一、原料狀態(tài)、混料方式、合成條件對性能影響二、壓電陶瓷的組織結(jié)構(gòu)對性能的影響三、壓電陶瓷燒成、極化第十章 壓電陶瓷應(yīng)用及最新研究進(jìn)展 （8學(xué)時）教學(xué)目的和要求掌握壓電陶瓷濾波器、壓電陶瓷蜂鳴器、超聲（空氣與水聲）換能器、壓電陶瓷變壓器、壓電點(diǎn)火裝置的工作原理，器件設(shè)計(jì)的基