文：制造原理 作者 風(fēng)云哥

今天看到三個(gè)熊孩子

用打火機(jī)里的電打火電螞蟻

還是挺大個(gè)的那種螞蟻

電暈過(guò)去幾分鐘后又會(huì)動(dòng)了

不知道螞蟻?zhàn)骱胃邢?/span>

我們先撇開熊孩子

打火機(jī)這玩意可算是造福了全人類

可是朋友們知為什么

一按打火機(jī)（電子打火機(jī)）就會(huì)冒火嗎

放到古代人們想點(diǎn)個(gè)火有多不容易呢

在唐代，人們還普遍使用鉆木取火之法

魏晉南北朝時(shí)期用兩塊火石敲擊取火

直到

十八世紀(jì)下半葉，才有了火柴

而現(xiàn)在這個(gè)點(diǎn)火方便的小玩意

一直到上世紀(jì)九十年代才誕生

那么打火機(jī)到底是怎么打火的呢

  一個(gè)打火機(jī)最重要的部分就是電子跳火裝置

它的出現(xiàn)才決定了打火機(jī)的誕生

而其背后的原理正是今天介紹的主角

壓電陶瓷

1880年皮埃爾·居里（居里夫人老公）

和雅克·居里兄弟二人

發(fā)現(xiàn)電氣石在受到一定壓力時(shí)

表面會(huì)有電流波動(dòng)

并與同年計(jì)算出石英的正逆壓電常數(shù)

并提出了壓電效應(yīng)原理

某些介質(zhì)在受到機(jī)械壓力時(shí)

哪怕這種壓力微小得像聲波振動(dòng)那樣小

都會(huì)產(chǎn)生壓縮或伸長(zhǎng)等形狀變化

引起介質(zhì)表面帶電

而這一發(fā)現(xiàn)的延續(xù)就是發(fā)明了壓電陶瓷

打火機(jī)的電打火就是利用

壓電陶瓷的特殊性

只需按壓點(diǎn)火開關(guān)，沖擊壓電陶瓷元件

就會(huì)在兩點(diǎn)火極之間產(chǎn)生火花

從而引燃丁烷氣體

普通的電打火每次跳火的能量在20千伏左右，也許會(huì)感嘆怎么會(huì)有這么大的電壓，一般空氣的耐電壓能力是3000伏每毫米，能產(chǎn)生幾毫米的電弧一般都是上萬(wàn)伏高壓。

但是電壓非常高并不代表電流一定高，而且時(shí)間非常非常短，一般在幾毫秒的級(jí)別上，所以不會(huì)對(duì)人構(gòu)成威脅

如果你還覺得20千伏是個(gè)很恐怖的數(shù)字，那我在舉一個(gè)直觀的例子，冬天脫毛衣產(chǎn)生的靜電電壓都在10千伏，大多數(shù)使用的壓電陶瓷實(shí)際上是一種經(jīng)過(guò)極化處理的，具有壓電效應(yīng)的鐵電陶瓷

1946年當(dāng)有人證實(shí)了鈦酸鋇陶瓷有壓電性后，這一無(wú)機(jī)非金屬材料就被廣泛應(yīng)用，其中一項(xiàng)就是應(yīng)用在打火機(jī)上，它實(shí)現(xiàn)了機(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)換的功能，而且性質(zhì)十分穩(wěn)定。

理論上打火機(jī)的電打火可以使用幾十萬(wàn)次，壓電陶瓷材料生產(chǎn)所需的主要金屬元素鈦、鉛、鋯等全球儲(chǔ)量均比較豐富，其主要原材料氧化鋯、氧化鈦、氧化鉛來(lái)源廣泛且價(jià)格低廉。

制造一般要經(jīng)過(guò)配料---混合磨細(xì)---預(yù)燒---二次磨細(xì)---造粒----成型----排塑---燒結(jié)成瓷---外形加工---被電極---高壓極化---老化測(cè)試。

工序工藝并不算十分困難，經(jīng)過(guò)這些處理后這些材料就可以應(yīng)用在需要它們的地方，除了應(yīng)用在打火機(jī)上利用壓電陶瓷制程的聲吶，它可以感知到很深海底的潛艇發(fā)出的震動(dòng)，從而監(jiān)測(cè)到方位距離等參數(shù)。

還可以利用壓電材料類似于電打火的原理，裝在穿甲彈的彈頭上，利用碰撞的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成瞬間高壓電，引爆炸彈，利用壓電材料的逆壓電效應(yīng)生產(chǎn)的蜂鳴器也廣泛應(yīng)用在我們的生活中。

最厲害的是應(yīng)用在核爆防護(hù)眼鏡上，當(dāng)核爆炸產(chǎn)生的光輻射達(dá)到危險(xiǎn)程度時(shí)，護(hù)目鏡里的壓電陶瓷就把它轉(zhuǎn)變成瞬時(shí)高壓電，在千分之一秒里將發(fā)光強(qiáng)度降低到只有萬(wàn)分之一，當(dāng)危險(xiǎn)光消失后，又能恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)

沒想到看似毫不稀奇的打火機(jī)原理竟然和核防護(hù)頭盔竟然沾親帶故，跟著制造原理混是不是特漲姿勢(shì)，那就點(diǎn)個(gè)贊吧?。?！