某些電介質(zhì)在沿一定方向上受到外力的作用而變形時(shí),其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象,同時(shí)在它的兩個(gè)相對表面上出現(xiàn)正負(fù)相反的電荷。當(dāng)外力去掉后,它又會(huì)恢復(fù)到不帶電的狀態(tài),這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。當(dāng)作用力的方向改變時(shí),電荷的極性也隨之改變。相反,當(dāng)在電介質(zhì)的極化方向上施加電場,這些電介質(zhì)也會(huì)發(fā)生變形,電場去掉后,電介質(zhì)的變形隨之消失,這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應(yīng)。依據(jù)電介質(zhì)壓電效應(yīng)研制的一類傳感器稱為壓電傳感器。
壓電體受到外機(jī)械力作用而發(fā)生電極化,并導(dǎo)致壓電體兩端表面內(nèi)出現(xiàn)符號相反的束縛電荷,其電荷密度與外機(jī)械力成正比,這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。 壓電體受到外電場作用而發(fā)生形變,其形變量與外電場強(qiáng)度成正比,這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應(yīng)。 具有正壓電效應(yīng)的固體,也必定具有逆壓電效應(yīng),反之亦然。 正壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)總稱為壓電效應(yīng)。晶體是否具有壓電效應(yīng),是由晶體結(jié)構(gòu)的對稱性所決定的。
1880年皮埃爾·居里和雅克·居里兄弟發(fā)現(xiàn)電氣石具有壓電效應(yīng)。1881年,他們通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了逆壓電效應(yīng),并得出了正逆壓電常數(shù)。1984年,德國物理學(xué)家沃德馬·沃伊特,推論出只有無對稱中心的20中點(diǎn)群的晶體才可能具有壓電效應(yīng)。
目前壓電材料的應(yīng)用領(lǐng)域可以粗略分為兩大類:即振動(dòng)能和超聲振動(dòng)能——電能換能器應(yīng)用,包括電聲換能器,水聲換能器和超聲換能器等,以及其它傳感器和驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用。
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