2023-04-18 15:18:00

压电材料是一种能够在电场激励下发生机械位移的材料，因具有压电效应而得名。在本篇科普材料中，我们将介绍压电材料的定义、类型、原理及应用等方面的基础知识。

压电材料的定义

压电材料是指一类可以在电场作用下产生机械应变/运动，或者机械运动/应变产生电位差的材料。该类材料典型的特点是具有极化性和非中心对称性。

压电材料的类型

目前已知有多种压电材料，常见的压电材料包括：

1. 水晶（如琥珀酸钠）

2. 玻璃（如硼硅酸钠）

3. 人工合成材料（如二氧化铅基、钛酸锶、Niobate等）

4. 塑料（如PVDF）

压电材料的原理

压电效应的发现可以追溯到1880年代初期，法国生物物理学家皮埃尔·库里发现压石英晶体会产生电势。压电效应是由于压电晶体的内部结构改变引起的，其内部电荷分布发生变化，产生电场。在外部电场的作用下，晶体的内部电荷分布发生变化，相应的产生一定的机械应变/位移。

压电材料的应用

压电材料的应用非常广泛，且不仅仅局限于科技领域，还涉及到日常生活。以下是一些代表性的应用领域：

1. 传感器：压电材料可以测量温度、应变、质量、压力、形变、声音和震动等物理量。

2. 科学工艺：压电材料可用于精密仪器中，如电子滤波器、精密定位器、声纳、激光扫描仪、记录仪等。

3. 能量转换：在压力波、声音或震动作用下，压电材料可将机械能转化为电能，或者将电能转化为机械能。

4. 陶瓷和晶体振荡器：压电材料可用于电子钟表、计算机CPU中的晶振和无线电收发器中的陶瓷谐振器等。

压电材料的应用在科技领域中具有很广泛的应用前景。随着科技的不断创新和发展，压电材料也将得到更为广泛的应用，为人类生活和科技进步做出更多的贡献。