压电材料是受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料
更新时间:2022-09-27 | 点击率:421
压电材料是受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料。
受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料。1880年,法国物理学家P. 居里和J.居里兄弟发现,把重物放在石英晶体上,晶体某些表面会产生电荷,电荷量与压力成比例。这一现象被称为压电效应。随即,居里兄弟又发现了逆压电效应,即在外电场作用下压电体会产生形变。压电效应的机理是:具有压电性的晶体对称性较低,当受到外力作用发生形变时,晶胞中正负离子的相对位移使正负电荷中心不再重合,导致晶体发生宏观极化,而晶体表面电荷面密度等于极化强度在表面法向上的投影,所以压电材料受压力作用形变时两端面会出现异号电荷。反之,压电材料在电场中发生极化时,会因电荷中心的位移导致材料变形。
利用压电材料的这些特性可实现机械振动(声波)和交流电的互相转换。因而压电材料广泛用于传感器元件中,例如地震传感器,力、速度和加速度的测量元件以及电声传感器等。这类材料被广泛运用,举一个很生活化的例子,打火机的火花即运用此技术。
压电材料主要特性
一般来说,压电材料应具备以下几个主要特性:
(1)转换特性:要求具有较高的压电常数d33;
(2)机械性能:机械强度高、刚度大;
(3)电性能:高电阻率和高介电常数,防止加载驱动电场时被击穿;
(4)环境适应性:温度和湿度稳定性好,要求具有较高的居里点,工作温度范围宽;
(5)时间稳定性:要求压电性能不随时间变化,增强压电材料工作稳定性和寿命。