国营西南无线电器材厂青年设计员葛义勤等同志先后研究试制成功了我国第一次用陶瓷压电材料制造的拾音器、扬声器、变压器及滤波器,经试用性能良好,不久将投入大量生产。用陶瓷压电材料制成的这些新产品,具有很多的优点。拿扬声器作比较,陶瓷扬声器比磁铁制造的扬声器音质更为清晰,体积和重量可缩小和减轻数十倍,成本也大大降低。现将该厂已试制成功的几种陶瓷压电元件分别介绍如下:
(1)拾音器 过去制造拾音器主要是用酒石酸钾钠晶体,现在采用了压电陶瓷。陶瓷片为一双层体,中间隔有金属片,瓷片的外面涂有银层作电极(图1)。如果把它的一端固定起来,在瓷片两边加交变电压时,另一端就会产生弯曲的机械振动。反之,如果将未固定的一端使其受力而产生机械振动时,则瓷片两边会有电荷出现。拾音器就是利用了后一种原理。产品经使用试验,性能满意,音质良好,但经一较长时期后,有老化现象。

(2)扬声器 扬声器所用陶瓷压电体比拾音器所用的要大得多,它是利用了与拾音器相反的原理,即在其上加信号电压,使其产生机械振动,来推动纸盆产生声音(图2)。产品试验结果,声音较大,音质清晰,使用时与收音机末级直接耦合,不需输出变压器。它的缺点是,因系容抗性扬声器,当频率变换时,Z\(_{c}\)也随着改变,因此功率不稳定在使用时还得加一样正线路,使其在频率交换时,收音机的负载阻抗能基本保持不变。

(3)变压器及滤波器 陶瓷变压器及滤波器的结构主要有两种。第一种为瓷片状(图3),把压电陶瓷片的一端按长度方向极化,另一端则按厚度方向极化,当在按厚度方向极化的一端加上交变电压时,则在按长度方向极化端就产生了与原信号相同而振幅不同的信号。这种结构有一种很显著的特性,就是在某一频率时,输出很大,而在其他频率时则很小(图5)。目前试制的这种变压器,变压比还不高,但仍可在各种滤波线路中使用。根据初步研究如果能将瓷料的压电系数比再增大一些,利用串联的形式在结构上加以改进,也能得到更大的变压比。



另一种结构为叠片状(图4),将两陶瓷片按厚度方向极化,中间用导电材料粘结起来,一端固定。当在一瓷片上加信号电压时,则另一瓷片两边也产生交变电压。这种结构的变压器,频率特性更显著。它的输入与输出变压比与瓷片状变压器相近似,因此主要适用于作滤波器。
陶瓷压电体有着广阔的发展前途,它不仅可以制造上述一些产品,而且能制造其他很多产品,加收音机的中周变压器,超声波的各种换能器等,该厂现正研究试制中。照片中就是该厂制成的陶瓷压电元件。(欧阳章生)
