关于铁电体爆－电换能器介绍

[拼音]：tiediantl bao-dian huannengqi

[外文]：ferroelectric explosive-electric transducer

一种以铁电体作为换能器件的能量转换装置。铁电体器件在外加直流电场中进行极化时，其电畴取向趋向外电场方向。当外电场撤除后，电畴将保留一定的定向排列而形成剩余极化，同时，在电极被层上保留被剩余极化所束缚的电荷，这就意味着已有静电能贮存于铁电体内部。当爆炸形成的冲击波通过铁电体时，在冲击波的压力作用下，电畴被打乱、破坏或解体，剩余极化消失，电极被层上的束缚电荷变成自由电荷，这些电荷再通过负载向外输出电能。这就是铁电体爆－电换能器工作的物理过程。按照冲击波传播方向与剩余极化方向的相互关系，可以分为垂直、平行、斜交三种工作模式。

目前，垂直工作模式研究得比较多，其基本结构如图所示。铁电体器件通常采用被层为银电极的改性锆钛酸铅（简记作 PZT）系铁电陶瓷。这种换能器能够很方便地产生千安以上的短路电流和10万伏以上的开路电压，在电阻和电感负载相匹配的条件下，输出功率可达兆瓦级。这是一种一次性使用的高功率脉冲电能源，从1956年，F.W.尼尔森提出以来发展很快，现已在工业和军事上得到应用（它不同于热电换能装置，它的剩余极化的消失不是由于温度而是由于冲击波压力作用的结果；也不同于通常的压电换能装置）。