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(wǎng) 1326 87
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壓電材料可以因機(jī)械變形產(chǎn)生電場，也可以因電場作用產(chǎn)生機(jī)械變形，這種固有的機(jī)-電耦合效應(yīng)使得壓電材料在工程中得到了廣泛的應(yīng)用。

壓電材料可以因機(jī)械變形產(chǎn)生電場，也可以因電場作用產(chǎn)生機(jī)械變形，這種固有的機(jī)-電耦合效應(yīng)使得壓電材料在工程中得到了廣泛的應(yīng)用。例如，壓電材料已被用來制作智能結(jié)構(gòu)，此類結(jié)構(gòu)除具有自承載能力外,還具有自診斷性、自適應(yīng)性和自修復(fù)性等功能，在未來的飛行器設(shè)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(jī)械振動(聲波)和交流電的互相轉(zhuǎn)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(jī)的火花即運用此技術(shù)。

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(jié)構(gòu)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(yīng)的機(jī)理是：具有壓電性的晶體對稱性較低，當(dāng)受到外力作用發(fā)生形變時，晶胞中正負(fù)離子的相對位移使正負(fù)電荷中心不再重合，導(dǎo)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(qiáng)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(dǎo)致材料變形。

壓電材料主要有三類，第一類是無機(jī)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(jī)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(jī)壓電(薄膜)材料;第三類復(fù)合壓電材料，這類材料是在有機(jī)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(gòu)成的。

壓電材料的應(yīng)用領(lǐng)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(yīng)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(qū)動器應(yīng)用。從產(chǎn)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(yīng)用于電子工業(yè)、測量領(lǐng)域、軍事、超聲等技術(shù)領(lǐng)域。壓電陶瓷產(chǎn)業(yè)鏈下游主要應(yīng)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(chǎn)的產(chǎn)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(dá)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(chǎn)品技術(shù)上產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱、科技與生產(chǎn)脫節(jié)、產(chǎn)品技術(shù)水平偏低、產(chǎn)品種類欠缺、企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)能力弱。但另一方面國家不斷制定有利傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略與政策，全年整機(jī)系統(tǒng)市場的快速發(fā)展，新興技術(shù)的不斷推動也都成為傳感網(wǎng)發(fā)展的利好因素。

根據(jù)中研普華產(chǎn)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(diào)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(yīng)所制成的。壓電式壓力傳感器的基本結(jié)構(gòu)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(yīng)，體積小，結(jié)構(gòu)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(fù)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(chǎn)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(jié)性。抑制晶粒長大，從而得到各個晶粒細(xì)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(yīng)用。

無機(jī)壓電陶瓷和有機(jī)高分子樹脂構(gòu)成的壓電復(fù)合材料，兼?zhèn)錈o機(jī)和有機(jī)壓電材料的性能，并能產(chǎn)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(fù)合材料也有較大優(yōu)勢。國內(nèi)學(xué)者對這個領(lǐng)域也頗感興趣，做了大量的工藝研究，并在復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能方面做了一些有益的基礎(chǔ)研究工作，正致力于壓電復(fù)合材料產(chǎn)品的開發(fā)。

壓電材料市場未來發(fā)展趨勢預(yù)測

從壓電陶瓷市場現(xiàn)狀來看，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，，2020年全球壓電陶瓷技術(shù)市場規(guī)模達(dá)到了576億元，預(yù)計2026年將達(dá)到745億元，年復(fù)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(lǐng)銜撰寫，在大量周密的市場調(diào)研基礎(chǔ)上，主要依據(jù)了國家統(tǒng)計局、國家商務(wù)部、國家發(fā)改委、國家經(jīng)濟(jì)信息中心、國務(wù)院發(fā)展研究中心、國家海關(guān)總署、全國商業(yè)信息中心、中國經(jīng)濟(jì)景氣監(jiān)測中心、中國行業(yè)研究網(wǎng)以及國內(nèi)外多種相關(guān)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(shù)，對市場海量的數(shù)據(jù)進(jìn)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(wù)，最大限度地降低客戶投資風(fēng)險與經(jīng)營成本，把握投資機(jī)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(chǎn)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(diào)研分析報告》。

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