压电效应及其原理 机械院- 陆继辉 压电效应:某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时, 内部会产生极化现象,同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电 荷。当外力去掉后,它又会恢复到不带电的状态,这种现象称为正压 电效应。当作用力的方向改变时,电荷的极性也随之改变。 相反,当在电介质的极化方向上施加电场,这些电介质也会发生变形 ,电场去掉后,电介质的变形随之消失,这种现象称为逆压电效应, 或称为电致伸缩现象。依据电介质压电效 应研制的一类传感器称为为压电传感器。 图示:并非所有的陶瓷都具有压电效应。作为压电 陶瓷的原材料, 在晶体结构上一定是不具有对称中心的晶体 , 如氧化铅、氧化锆、氧化钛、碳酸钡、氧化 铌、氧化镁、氧化锌等。 将这些原材料在高温下致密烧结,制成陶瓷 , 并将制好的陶瓷在直流高压电场下进行极化 处理, 才能成为压电陶瓷。 常用的压电陶瓷有钛酸钡、钛酸铅、锆钛酸 铅以及三元系压电陶瓷等。压电陶瓷的应用范围非常广泛,而且与人类的生活密切相关。其应用大 致可归纳为以下四方面: (1 )能量转换。 压电陶瓷可以将机械能转换为电能,故 可用于制造压电打火机、压电点火机、移