鐵電和壓電效應 (2008/10/30 09:31)
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壓電材料
所謂壓電現(xiàn)象，就是指在外力的作用下誘發(fā)極化并在壓電材料中產(chǎn)生一個電場的現(xiàn)象。如果外力發(fā)生變化，如從拉應力變?yōu)閴簯?，電場的方向也要隨之改變。也就是說，壓電材料能夠?qū)ν饨鐧C械壓力產(chǎn)生電反應。相反，電信號也能夠使它們產(chǎn)生壓力。這種能夠?qū)C械能和電能相互轉(zhuǎn)化的能力對傳感器來說是非常有用的。動畫說明壓電效應。
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壓電效應原理
應力引起的電場強度 E=gσ (11.6-1)
電場引起的應變 ε=dE (11.6-2)
式中g(shù)和d是常數(shù)。幾種壓電材料的d值如表11.6-1所示。
表11.6-1 幾中壓電材料的d值
材料
壓電常數(shù)d(C/Pa.m2=m/V)
石英
2.3×10-12
BaTiO3
100×10-12
PbZrTiO6
250×10-12
很顯然，壓電效應依賴于相鄰晶胞的共極化方向。要想保持共極極化方向的一致性，最好的辦法是使用單晶。例如單晶石英SiO2 就是一個廣泛使用的壓電傳感器材料。壓電材料常用于壓力傳感器、電話機、電唱機唱頭和超聲儀器
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