压电材料的压电性质和种类

1.压电性质：压屯材料受到压力什用时会在两端而间出现电比的晶体材料。

压电材料被广泛运用， 举个很生活化的例子， 比如打火机的火花即运用此技术。

a正压电效应概述

对比电材料在一定方向上施加机械力使它变形时，就引起它内部正负电荷中心相对转移而产生极化，从而导致具两个相对表面（极化面）上出现符号相反的束缚电荷Q,且其电位移D（在MKS单位制中即电荷密度a)与外应力张量T成正比。当外力消失 又恢复不带电原状；当外力变向，电荷极忖随之而变。这种现象称为正压屯效应 Cdirect piezoelectric effect) 或简，称压电效应。

b逆压电效应概述

对上述电介质施加电场作用时，同样会引起电介质内部正负电荷中心的相对位移而导致电介质产生变形，且其应变S与外电场强度E成正比。这种现象称为逆比电效应(converse piezoelectric effect)，或称电致伸缩。

2.压电材料的种类

A.压电晶体：

1）石英晶体(SiO2）；

2）其他压电单品。

压电晶体（石英晶体，Si02)

（a）天然石英品体

（b）人工石英品体

（c）石英品体俗称水品，有天然和人工之分。目前传感器中使用的均是以居里点为573·c, 品体的结构为六角品系的a －石英。其外形如图所示，呈六角棱柱体。

压电石英的主要性能特点：

（1）压电常数小，时间和温度稳定性极好；

（2）机械强度和品质因素高，且刚度大，固有频率高，动态特性好；

（3）居里点573·c, 无热释电性， 且绝缘性、重复性均好

B.压电陶瓷：

1）一元系压电陶瓷（钦酸铅(PbTiO3系压电磁；铅酸铅(PbZr03)系压电瓷）；

2）二元系压电陶瓷（铅钦酸铅PbTi03-PbZr03（PZT））；

3）三元系压电陶瓷（1965 年问世的PCM, 它由 铅酸铅PbZr03-钛酸铅PbTiO3-铌镁酸铅Pb（Mg1/3Nb2/3）O3三成分配比而成)；

4）四元系压电陶瓷。

压电陶瓷概述：压电陶瓷的压电效应机理与石英品体大不相同 ， 未经极化处理的压电陶瓷材料是不会产生压电效应的。压电陶资经极化处理后， 剩余极化强度会使与极化方向垂直的一 两端出现束缚电荷（一端为正，另一端为负），由于这些束缚电荷的作用在陶瓷的两个表面吸附一层来自外界的自由电荷， 并使整个压电陶瓷片呈电中性。当对其施加一个与极化方向平行或垂直的外压力，压电陶瓷片将会产生形变， 片内束缚电荷层的间距变小， 一端的束缚电荷对另一端异号的束缚电荷影像增强， 而使 表面的自由电荷过剩。

C.新型压电材料：

1）压电半导体

2）有机高分子压电材料