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壓電效應(yīng)及壓電材料的應(yīng)用
壓電效應(yīng)是指當(dāng)材料受到外力 (比如: 壓 力) 作用時, 其表面會產(chǎn)生電荷; 或在受到電場作用下, 會發(fā)生形變的現(xiàn)象。 它的英文是 piezoele-ctricity, 源于古希臘語 piezein/piezo 和 electricity,即: “壓”而生“電”。具有壓電效應(yīng)的材料統(tǒng)稱為壓電材料。當(dāng)然, 這里需要指出的是, 由于電致伸縮效應(yīng)的存在, 電介質(zhì)材料在電場作用下均可發(fā)生形變。但是, 壓電效應(yīng)與電致伸縮效應(yīng)的區(qū)別在于:
1) 電致伸縮效應(yīng)所產(chǎn)生的應(yīng)變與電場的二次方成正比, 而壓電效應(yīng)所產(chǎn)生的應(yīng)變與電場一次方成正比;
2) 僅具有電致伸縮效應(yīng)而不具有壓電效應(yīng)的電介質(zhì)材料, 在應(yīng)力的作用下不能產(chǎn)生極化強(qiáng)度和電荷。
壓電材料是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中*的關(guān)鍵材料, 它被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療超聲成像、水聲聲吶、無損檢測儀、各類傳感器 (如加速度計) 等器件中。這些器件的優(yōu)劣與其所使用的壓電材料息息相關(guān)。因而, 獲得具有高的壓電材料成為了科學(xué)家們研究的重要目標(biāo)。