2023壓電材料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及壓電材料競爭格局分析

• 黃文玉 2023年5月26日 來源：互聯(lián)網 1326 87
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壓電材料可以因機械變形產生電場，也可以因電場作用產生機械變形，這種固有的機-電耦合效應使得壓電材料在工程中得到了廣泛的應用。

壓電材料可以因機械變形產生電場，也可以因電場作用產生機械變形，這種固有的機-電耦合效應使得壓電材料在工程中得到了廣泛的應用。例如，壓電材料已被用來制作智能結構，此類結構除具有自承載能力外,還具有自診斷性、自適應性和自修復性等功能，在未來的飛行器設計中占有重要的地位。

利用壓電材料的這些特性可實現(xiàn)機械振動(聲波)和交流電的互相轉換。因而壓電材料廣泛用于傳感器元件中，例如地震傳感器，力、速度和加速度的測量元件以及電聲傳感器等。這類材料被廣泛運用，舉一個很生活化的例子，打火機的火花即運用此技術。

壓電材料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

壓電晶體一般指壓電單晶體，是指按晶體空間點陣長程有序生長而成的晶體。這種晶體結構無對稱中心，因此具有壓電性。如水晶(石英晶體)、鎵酸鋰、鍺酸鋰、鍺酸鈦以及鐵晶體管鈮酸鋰、鉭酸鋰等。壓電效應的機理是：具有壓電性的晶體對稱性較低，當受到外力作用發(fā)生形變時，晶胞中正負離子的相對位移使正負電荷中心不再重合，導致晶體發(fā)生宏觀極化，而晶體表面電荷面密度等于極化強度在表面法向上的投影，所以壓電材料受壓力作用形變時兩端面會出現(xiàn)異號電荷。反之，壓電材料在電場中發(fā)生極化時，會因電荷中心的位移導致材料變形。

壓電材料主要有三類，第一類是無機壓電材料：分為壓電晶體和壓電陶瓷，壓電晶體一般是指壓電單晶體;壓電陶瓷則泛指壓電多晶體;第二類有機壓電材料，又稱壓電聚合物，如聚偏氟乙烯(PVDF)(薄膜)及以它為代表的其他有機壓電(薄膜)材料;第三類復合壓電材料，這類材料是在有機聚合物基底材料中嵌入片狀、棒狀、桿狀、或粉末狀壓電材料構成的。

壓電材料的應用領域可以粗略分為兩大類：即振動能和超聲振動能-電能換能器應用，包括電聲換能器，水聲換能器和超聲換能器等，以及其它傳感器和驅動器應用。從產業(yè)鏈下游來看，石英能夠提供具有極高Q水平的諧振電子元件，用于濾波器和振蕩器，廣泛應用于電子工業(yè)、測量領域、軍事、超聲等技術領域。壓電陶瓷產業(yè)鏈下游主要應用于超聲換能器、水聲換能器、電聲換能器、陶瓷濾波器、陶瓷變壓器、陶瓷鑒頻器、高壓發(fā)生器、紅外探測器、聲表面波器件、電光器件、引燃引爆裝置和壓電陀螺等。

壓電材料行業(yè)市場競爭格局分析

從行業(yè)競爭情況來看，我國壓電材料企業(yè)數(shù)量眾多，能夠生產的產品種類較為齊全，涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀企業(yè)，例如天通股份、中科三環(huán)、無錫好達電子等。但我國壓電材料行業(yè)集中度低，排名前三的企業(yè)合計市場份額占比僅為10%左右，大部分企業(yè)規(guī)模偏小，資金實力較弱。

回顧中國傳感器行業(yè)，雖然發(fā)展迅速，但是也存在一些不利的因素。如在產品技術上產業(yè)基礎薄弱、科技與生產脫節(jié)、產品技術水平偏低、產品種類欠缺、企業(yè)產品研發(fā)能力弱。但另一方面國家不斷制定有利傳感器產業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略與政策，全年整機系統(tǒng)市場的快速發(fā)展，新興技術的不斷推動也都成為傳感網發(fā)展的利好因素。

根據(jù)中研普華產業(yè)研究院發(fā)布的《2021-2025年中國壓電材料行業(yè)發(fā)展前景及深度調研分析報告》顯示：

壓電式壓力傳感器是利用壓電材料所具有的壓電效應所制成的。壓電式壓力傳感器的基本結構如右圖所示。由于壓電材料的電荷量是一定的，所以在連接時要特別注意，避免漏電。壓電式壓力傳感器的優(yōu)點是具有自生信號，輸出信號大，較高的頻率響應，體積小，結構堅固。其缺點是只能用于動能測量。需要特殊電纜，在受到突然振動或過大壓力時，自我恢復較慢。

PbTiO3系壓電陶瓷具最適合制作高頻高溫壓電陶瓷元件。雖然存在PbTiO3陶瓷燒成難、極化難、制作大尺寸產品難的問題，人們還是在改性方面作了大量工作，改善其燒結性。抑制晶粒長大，從而得到各個晶粒細小、各向異性的改性PbTiO3材料。近幾年，改良PbTiO3材料報道較多，在金屬探傷、高頻器件方面得到了廣泛應用。

無機壓電陶瓷和有機高分子樹脂構成的壓電復合材料，兼?zhèn)錈o機和有機壓電材料的性能，并能產生兩相都沒有的特性。因此，可以根據(jù)需要，綜合二相材料的優(yōu)點，制作良好性能的換能器和傳感器。它的接收靈敏度很高，比普通壓電陶瓷更適合于水聲換能器。在其它超聲波換能器和傳感器方面，壓電復合材料也有較大優(yōu)勢。國內學者對這個領域也頗感興趣，做了大量的工藝研究，并在復合材料的結構和性能方面做了一些有益的基礎研究工作，正致力于壓電復合材料產品的開發(fā)。

壓電材料市場未來發(fā)展趨勢預測

從壓電陶瓷市場現(xiàn)狀來看，根據(jù)相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計，，2020年全球壓電陶瓷技術市場規(guī)模達到了576億元，預計2026年將達到745億元，年復合增長率CAGR為3.7%。

本研究咨詢報告由中研普華咨詢公司領銜撰寫，在大量周密的市場調研基礎上，主要依據(jù)了國家統(tǒng)計局、國家商務部、國家發(fā)改委、國家經濟信息中心、國務院發(fā)展研究中心、國家海關總署、全國商業(yè)信息中心、中國經濟景氣監(jiān)測中心、中國行業(yè)研究網以及國內外多種相關報刊雜志媒體提供的最新研究資料。

中研普華利用多種獨創(chuàng)的信息處理技術，對市場海量的數(shù)據(jù)進行采集、整理、加工、分析、傳遞，為客戶提供一攬子信息解決方案和咨詢服務，最大限度地降低客戶投資風險與經營成本，把握投資機遇，提高企業(yè)競爭力。想要了解更多最新的專業(yè)分析請點擊中研普華產業(yè)研究院的《2021-2025年中國壓電材料行業(yè)發(fā)展前景及深度調研分析報告》。

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