Exemples d'applications des matériaux piézoélectriques
Matériaux piézoélectriques : les céramiques oxydes à base de métaux de transition

Les matériaux présentant des propriétés piézoélectriques sont utilisés dans un grand nombre d'applications. Pour mieux guider le choix de l'utilisateur sur les principales caractéristiques à considérer pour la performance du matériau dans un type d'application (capteurs, actionneurs, etc.), des figures de mérites FOM ont été définis comme le montre le tableau 14.

Dans le cas d'une transformation d'énergie de haute puissance (exemple du cas de la focalisation d'ondes US de haute intensité), la FOM est le produit du coefficient piézoélectrique et du facteur de qualité mécanique, alors que pour une application en tant qu'actionneur, le coefficient piézoélectrique de déformation est le facteur le plus important.

Dans toutes ces applications, on exploite soit l'effet direct (générateurs de charges électriques, accéléromètres, microphone, hydrophone, capteur de contraintes, etc.), soit l'effet inverse (sonar, micropositionnement, optique adaptative, buzzer, dispositifs acousto-optiques, moteurs ultrasonores, etc.) soit les deux (sonde d'échographie US, contrôle non destructif par ultrasons, détecteur de présence, mesure de distances, gyroscope, débitmètre, etc.).

Le fait qu'un matériau diélectrique vibrant à sa fréquence de résonance absorbe une quantité d'énergie très supérieure à celle correspondant aux autres fréquences constitue le principe de base du filtre d'ondes piézoélectrique (contrôle de fréquence). Ce dernier a pour fonction de laisser passer une certaine bande de fréquence ou de stopper une bande de fréquence donnée. La bande passante d'un filtre pour un composant piézoélectrique est proportionnelle à k², où k est le coefficient de couplage approprié (suivant le mode de fonctionnement). La très faible valeur de k pour le quartz ne permet d'avoir une bande passante que de l'ordre de 1 % de la fréquence de résonance. Les matériaux avec des valeurs de k plus élevées comme les PZT peuvent avoir une bande passante plus large, jusqu'à 10 % de la fréquence de résonance. Cependant certains monocristaux, comme le quartz, possèdent un facteur de qualité mécanique Q_m ~ 10⁶...