В современной электронике, радиотехнике, акустике и автомати­ке широко применяются различные по структуре пьезоэлектрики – монокристаллы, пьезокерамика, композиционные материалы, поли­меры. Использование тех или иных пьезоматериалов для конкрет­ных устройств (электромеханических преобразователей) обусловлено электрическими, механическими и конструкционными особенностя­ми различных пьезоматериалов, а также экономическими соображе­ниями.

В зависимости от области применения пьезоэлектриков и от физических эффектов, используемых в устройствах, электромехани­ческие преобразователи можно разделить на три класса:

1. преобразователи механических колебаний среды в электриче­ские сигналы (устройства, работающие в режиме приема);

2. преобразователи электрических сигналов в упругие волны или механические перемещения (излучающие устройства);

3. устройства, использующие механический резонанс, возбуж­даемый в кристаллах или поляризованной сегнето керамике электри­ческим полем.

Пьезопреобразователи электрических сигналов (резонаторы, фильтры, линии задержки, устройства свертки сигналов и др.) де­лятся на две основные группы:

· впервой группе используются объ­емные акустические волны, где находят применение резонансные свойства и особенности распространения упругих волн в объеме пьезоэлектрика;

· вторая группа преобразователей сигналов использует поверхно­стные акустические волны и основана на амплитудно-фазовых из­менениях спектров сигналов, происходящих при возбуждении, рас­пространении и детектировании акустических волн в тонком приповерхностном слое пьезоэлектрика – звукопровода.

Пьезоэлектрические материалы получают различными способа­ми. Например, монокристаллы выращивают из растворов и распла­вов. Керамику получают высокотемпературным синтезом из смеси оксидов или предварительно синтезированной шихты заданного стехиометрического состава. Такая керамика изначально не обладает пьезоэффектом, так как ее доменная структура разупорядочена, по­этому керамику поляризуют, нагревая в сильном электрическом по­ле. Поскольку коэрцитивное поле сегнетоэлектриков понижается с ростом температуры, домены в нагретом состоянии ориентируются и после охлаждения керамики образуют текстуру, сохраняющуюся в течение многих лет.

К основным пьезоэлектрическим материалам, в частности, отно­сятся:

· кварц (SiO₂) – преобразователи различного назначения;

· дигидрофосфат аммония (NH₄H₂PO₄) – (элементы излучателей в гидроакустиче­ской аппаратуре, микрофонах и др.;

· виннокислый калий – резонаторы, фильтры дальней связи;

· ниобат лития – преобразователи различного назначения, излучатели и при­емники ультразвуковых колебаний СВЧ-диапазона.

Пьезокерамические материалы подразделяются по со­ставу и характеристикам. Обозначения марок пьезокерамик на основе титаната бария начинают­ся с букв ТБ, на основе цирконата-титаната свинца – с букв ЦТС, на ос­нове метаниобатов бария и свинца – с букв НБС.

По назначению пьезокерамические материалы подразделяются на четыре функциональные группы:

1) для высокочувствительных пьезоэлементов, работающих в режиме приема или излучения механических колебаний (ТБ-1, ЦТС-19, ЦТСНВ-1);

2) для пьезоэлементов, эксплуатирующихся в условиях сильных электрических полей или высоких механических напряжений (ТБК-3, ЦТС-23, ЦТС-24, ЦТБС-3, ЦТСС-1, НБС-1);

3) для пьезоэлементов, обладающих повышенной стабильностью резонансных частот в зависимости от температуры и времени (ТБКС-3, ЦТС-22, ЦТС-35, НБС-3);

4) для высокотемпературных пьезоэлементов (ЦТС-21).

Пьезоэлектрические полимеры представляют собой механиче­ски ориентированные и поляризованные в электрическом поле пленки и являются полярными текстурами, в которых наблюдается пьезоэлектрический эффект. Практическое применение среди них получил поливинилденфторид (ПВДФ) (СН₂-СF₂)_n. Малая плот­ность и механическая гибкость полимерных пьезоэлектрических пленок делают их перспективными материалами для создания пьезоэлементов различного назначения.