1. 初识压电陶瓷
什么是压电陶瓷呢？让我们从身边的一个例子讲起：这是一个打火机，我们只要按一下打火按钮，打火机就能点着，但你知道点火的原理吗？今天我们就来看个究竟：
这是打火机的点火装置实物图和结构示意图，我们看到它里面用到了两粒柱状压电陶瓷。当我们按压打火按钮时，弹簧会推动一个重锤打击压电陶瓷柱，产生一数千伏的高压火花，点燃可燃气体。 由外力压缩一个弹簧，压到顶点后释放，弹簧力推动一个重锤打击压电陶瓷柱产生一数千伏的高压火花，点燃可燃气体。
打火时，弹簧力施到压电陶瓷上，就产生电荷，形成高电压。这种瞬间高压，通过电‘路中的间隙时，就会高压放电而发生电火花，从而点燃气瓶中的易燃气体（丁烷)
这颗小圆柱体就是一个压电陶瓷，在这里它能在压力作用下产生电荷（或电压）。
压电陶瓷是指能在压力作用下产生电荷的陶瓷。
实际生活和工程应用中，除了这种小圆柱体的压电陶瓷外，我们会根据使用的场合，把压电陶瓷做成如片状、环状、球状，长方体状等各种各样的形状。
压电陶瓷
机械能｛电能
｝
逆压电效应
压电效应包括
溯源防伪
正压电效应：压力（或形变）→电压
和逆压电效应：电压→压力（或形变）
圆珠笔尖而它们都有一个共同的特性：就是给这些材料施加压力或形变时，会在材料表面会产生电荷电压，这种现象称为“正压电效应“。
方形磁铁反过来在它们的某些方向施加电压，它们就会产生变形，这种现象称为“逆压电效应“。
正压电效应和逆压电效应统称为压电效应。
压电陶瓷是指具有压电效应的陶瓷材料。压电陶瓷片
2. 压电的基本原理
为什么压电陶瓷在压力作用下能产生电荷？是不是每种材料都有压电效应呢？这个有点复杂，让我们仔细看一下：
我们可以先从单晶体来看，有些单晶体不具有对称中心，如图中六边形结构，在正常状态下，三个红表示的阳离子的电荷中心应该在它们组成的三角形的形心上，也即在六边形的中心；三个紫表示的阴离子的电荷中心也在六边形的中心，正负电荷中心重合，这样晶体呈电中性。
当晶体受到压缩形变时，阳离子三角形和阴离子三角形的形心变化，使阳离子的电荷中心向右偏移，而阴离子的电荷中心向左偏移，这样晶体右边带正电，左边带负电。反过来也一样。当晶体受到拉伸形变时，正负电荷中心也会偏移，使晶体两侧带电。压电陶瓷内部包含许多单晶晶粒，按理它的压电效应更强，但由于各晶粒和电畴方向随机分布，在内部打架呢，因而对外不显示压电效应。怎么才能让它的压电效应表现出来？工程师们要做的是给它梳理一下，也就是通过外加强直流电场，使电畴转向成定向排列，这个过程叫预极化，只有经过预极化处理的压电陶瓷才会呈现出压电效应。
3. 压电效应应用举例
我们可以通过两个小例子来展示一下压电效应：上面这个例子中，只需敲打压电材料，LED灯就会被点亮；这是正压电效应，
下面这个例子中，给压电材料加上电压后，压电材料振动，带动水往上喷，形成喷泉，这是逆压电效应，
压电效应可以使机械能和电能间相互转换，而这，我们可以用它来做点什么呢？
压电发电
如今智能手机功能越来越丰富，我们使用时间也越来越多，但遗憾的是，动不动手机就没有电了。为了解决这个问题，美国工程师开发了一款利用压电材料
的正压电效应制成的压电背包，它可通过背带的压力产生能量，为智能手机或USB电子设备充电。
作为一名智能手机用户，每天要为手机充多少次电知道吗？对于重度手机用户来说，无论工作、出行还是聚餐，常常会带上移动电源装置，随时为自己的iPhone或Android手机补充电量。但是现在出现了一种新发明，如果你每天坚持步行，那再也不用担心手机电量，因为这个装置可以让你走路也能充电。
最近，一位年仅15岁的菲律宾小小发明家Angelo Casimiro研发了一款创意鞋类装置，主打为智能手机或USB设备供电，电力由人体步行的脚步驱动。当用户依次移动、抬高脚步等动作将激发压电陶瓷膜，实现电力转换等任务。
据Angelo Casimiro介绍，目前他的个人装置在8小时步行路程内能够充满一块400毫安时容量的锂电池，这也意味着对于智能手机用户来说，平均只能充满20%的电量（相对于2000mAh容量的手机电池）。因此对于外出旅行、出差的智能机用户来说，它能够有效缓解了手机电量不足的困境。
Casimiro在他的介绍视频里解释说：“电力是由一个由两对压电圆片组成的鞋垫发电机生成的，当晶体向内弯曲时，产生能量。发电机与储存动力的电池相焊接，然后，就可以通过USB连接到任何设备。”
这项充电装置也一反传统充电方法，非常适合长时间在外工作、旅行的手机用户，无需携带移动电源或备用电池等装备。除了支持为智能机充电外，Angelo Casimiro发明的这个装置还能为手电筒、收音机或其他USB设备供电，还可以装备导航跟踪技术，例如GPS追踪。
这双特制的鞋子已经进入谷歌科技展，来自马尼拉的Angelo Casimiro在6月22日就可以知晓自己是否可以晋级这个展会的决赛并成为区域冠军。
然而对于这个孩子还有一个不好的消息，一个名为SolePower的公司生产了一项具有类似功能的鞋垫，并且在Kickstarter上成功融资，在这个秋天就会将产品正式上市。类似于Casmirio的项目，鞋垫有一个USB接口可以接到手机上。根据这个公司的介绍，用户只需步行2.5英里，就可以为一部iPhone充满电。
不管Angelo Casimiro的项目最后是否成功，在今年秋天起，边走路边充电将成为一项现实。虽然目前这项技术还处于初级阶段，穿着这双鞋打2个小时的篮球只能转换大约10分钟的电能，但至少一切都已经开始了，不是吗？2010年上海世博会上，日本馆展示了压电发电地板，参观者轻轻几步就可将电灯点亮，这让很多人惊喜不已。
扎胎器
压电点火
压力产生的电荷，除了像压电发电一样被收集储存起来以外，我们也可以像前面的压电打火机一样，直接利用，比如：制成压电点火装置。运用压电陶瓷产生的瞬间高压，放电而形成电火花，达到点火目的。广泛运用于燃气灶，热水器等许多需要点火的地方。
这样打火时，也不用装电池了，而且到燃气灶，热水器旧了报废时，它还仍然可用。
压电引信
在军事上，有反坦克火箭，我们希望弹头一碰到坦克钢板就立刻爆炸，而不应该落地后等一段时间再爆炸。那么压电引信在这里起作用了。把压电元件放置在弹头前端，只要一碰到坦克，压电元件产生高压，高压连接到弹头后端的，引爆整个弹火，从而瞬间爆炸。
在二次大战中反坦克火箭曾发挥过重要作用。在现代战争中，反坦克火箭仍发挥着不可忽视的重要作用
在珍宝岛战役中，40火箭筒中就应用了压电激发装置及压电引信，40 火箭筒曾大批生产，为保卫边疆立下了汗马功劳。
交通应用
在交通方面，压电陶瓷可以用于轮胎的压力监测和车速的测量：
把压电材料装在轮毂上，把胎压信号转变成电压信号，传递到驾驶室内，司机就不用下来用脚踢轮胎也可知道胎压了。不同的胎压通过压电陶瓷将产生不一样的电压，从而起到监测胎压的作用。
bimp把两段压电材料埋在公路下，汽车通过时，产生电信号，分析两个电信号之间的时间差就可以算出汽车的行驶速度。
压电马达
以上都是运用正压电效应的例子，运用逆压电效应又能做什么呢？逆压电效应是通过电的作用让元件产生机械运动。首先想到的是压电马达。它直接把电能转换成机械能输出，而无需电磁线圈的新型马达，与普通电磁马达相比，它结构简单、体积小、功耗低。
我们看，它可以做得比我们的手指或眼睛都要小许多。
另外，由于它是从电能直接转换为机械能而不通过磁电转换，因此，不产生磁干扰也不怕磁干扰。
这种压电马达可用于精密、可能有磁干扰的场合，如航空、航天、精密仪器、机器人、扫描电镜微动台、照相机自动聚焦、磁头移动等。
超声波马达是利用压电陶瓷的逆压电效应，直接把电能转换成机械能输出而无需电磁线圈的新型电机，与普通电磁马达相比，它具有结构简单、启动快、体积小、功耗低等特点。
另外，由于它是从电能直接转换为机械能而不通过磁电转换，因此，不产生磁干扰也不怕磁干扰。它
还可以低速运行而不用减速机构。这种微型电机在航空、航天、精密机械、仪器仪表、自动控制、机器人、扫描电镜微动台、照机自动聚焦、磁头移动、机动车辆刮水器和电动开关车窗等。
工作原理是利用压电体在电压作用下发生振动，驱动运动件旋转或作直线运动。由于一般压电体的能量转换效率较低，且振动或伸缩的幅值很小，因而只能制成特殊要求的专用电动机，获得微小变位的蠕动。1981年，日本指田年生研制成超声波压电电动机(简称超声波电动机)，克服了传统压电电动机转换效率低和变位微小的缺陷，使压电电动机开始进入工业实用阶段。超声波电动机既可用作精密驱动机构的驱动元件，也可在速度和位置伺服系统中作执行元件。
压电打印
微压电打印技术相比于传统加热式打印，墨滴圆、小、没有卫星墨滴、打印头寿命长、喷射频率快，能耗低等有许多的优势。
运用压电陶瓷的逆压电效应，还可做成压电打印喷头。只需把电压加到压电陶瓷上，就可产生机械运动，从而喷射出墨滴。而不需像传统打印要经过加热。
这样一来压电打印相比于传统加热式存在许多优势，我们看一下它们各自的打印效果：压电打印的墨滴圆、小、没有卫星墨滴、而且因不需加热而打印头寿命更长、喷射频率更快，能耗也更低。
声电转换
压电陶瓷还可以制成声电转换器：一方面它可以运用正压电效应做成话筒，在人讲话的声压作用下，陶瓷产生与人声音相对应的电讯号而传输出去。
反过来，它也可以运用逆压电效应制成听筒（耳机），在音频电压的作用下，让压电陶瓷产生振动，从而推动空气发声。
压电陶瓷如果配上控制电路，可成为蜂鸣器或电子乐器，产生优美动听的声音。蜂鸣器应用面非常广，产量极其巨大(以数十亿件计)，如电子门铃、新年音乐贺卡等。
压电超声
与耳机类似，压电陶瓷也可用于产生频率比声波更高的超声波，超声波是一种高于人的可听声波频率范围的声波。（频率高于20000 Hz ）人类听不出超声波，但不少动物却有此本领（如蝙蝠）。
超声波可以成像。在医学上，医生利用 B 型超声波诊断仪做胃部、腹部检查，还可以观察胎儿的发育情况。
在工程上，工程师利用它制成超声波探伤仪，检测构件内部缺陷。因为超声波能透入构件的深处，并
在缺陷处产生反射波。超声探伤已成为目前应用十分广泛的无损探伤手段。它既可检测材料表面的缺陷，又可检测内部几米深的缺陷，
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