1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

1. 压电陶瓷能量采集课题背景与意义

压电陶瓷，一种能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料，属于无机非金属材料。这是一种具有压电效应的材料。所谓压电效应是指某些介质在力的作用下，产生形变，引起介质表面带电，这是正压电效应。反之，施加激励电场，介质将产生机械变形，称逆压电效应。这种奇妙的效应已经被科学家应用在与人们生活密切相关的许多领域，以实现能量转换、传感、驱动、频率控制等功能。

在能量转换方面，利用压电陶瓷将机械能转换成电能的特性，可以制造出压电点火器、移动x光电源、炮弹引爆装置。电子打火机中就有压电陶瓷制作的火石，打火次数可在100万次以上。用压电陶瓷把电能转换成超声振动，可以用来探寻水下鱼群的位置和形状，对金属进行无损探伤，以及超声清洗、超声医疗，还可以做成各种超声切割器、焊接装置及烙铁，对塑料甚至金属进行加工。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

4.压电陶瓷能量采集课题应用前景

能源危机越来越受到全世界各国的关注,人们试图采用各种技术将自然能量采集并转化为有效电能。本文利用压电陶瓷所具有的正压电效应,将脚踏机械能有效采集并转化为电能。考虑到压电陶瓷产生高电压低电流的特点,本文主要解决了电流不稳定,持续供电时间短的问题。同时从实际工程应用出发,设计了成本低能量采集与转化的发电系统,可加装在鞋底,供小型随身电子装置使用，也可装在行人及车辆较多的交通要道,获得广泛的应用。

未来10年将是该技术实现爆发式增长的关键时期，它的应用范围也将不断扩大。据英国idtechex公司预测，能量采集技术的应用范围将遍及消费性电子、军事、航天、保健、石油与天然气、建筑、大众运输等市场。它在飞机制造、个人健康监视系统以及防盗检测系统等领域的应用，将形成一个规模可达数十亿美元的市场。另外，它在新兴应用方面也取得了良好进展，如德国fraunhofer集成电路研究院开发了一个基于半导体的热力发电机，它能将温差转换成电能。该设备可以佩戴在身上，用人体的热量作为能量来源，并为植入身体的医疗健康设备提供电力。imec荷兰分部也在研究一个利用压电效应的能量采集设备，该设备能将机械振荡转换成大约40毫瓦的能量。