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压电效应

 形貌 2023-08-11 发布于北京

某些材料在沿一定方向上受力变形时,其内部会产生极化现象,从而在它的两个相对的表面上出现正负相反的电荷,从而产生电压。当外力消除后,材料又会恢复到原来的状态,因此电压消失,这种现象称为正压电效应,简称压电效应。具有压电效应的材料称为压电材料,比如压电陶瓷。相反,当在这些材料极化方向上施加电场时,材料也会产生相应的形变,电场消除后,材料的形变也随之消失,这种现象称为逆压电效应。具有正压电效应的材料一定具有逆压电效应,反之亦然。

压电材料有很多重要的应用,比如打火机和煤气灶上的电子打火装置的核心部件就是一块压电陶瓷。把这种装置安装在炸弹或导弹前端就变成了能使炸弹一触碰目标就自动引爆的引信。压电材料还可以用于制作压电传感器,压电传感器可以将声音信号转换为电信号从而用于探测声音。

此外还有一种跟逆压电效应相似的效应,就是电致伸缩效应。电致伸缩效应,顾名思义,即电介质材料在电场的作用下,由于感应极化作用而产生应变,应变大小与电场平方成正比,但与电场方向无关(这是与逆压电效应的主要区别)。

只有对称中心的晶体才具有压电效应或逆压电效应。但所有的电介质材料,不论是非晶体还是晶体,不论是中心对称性的晶体还是极性晶体,都具有电致伸缩效应。

材料还可能有一些其他有意思的电磁性能,比如铁电性和热释电性。

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