壓電材料測試儀簡述常用(yòng)的(de)壓電材料是什(shén)麽
一、壓電材料概述
壓電材料是受到壓力作用(yòng)時(shí)會在兩端面間出現電壓的(de)晶體材料。
受到壓力作用(yòng)時(shí)會在兩端面間出現電壓的(de)晶體材料。1880年,法國物(wù)理(lǐ)學家P. 居裏和(hé)J.居裏兄弟(dì)發現,把重物(wù)放在石英晶體上,晶體某些表面會産生電荷,電荷量與壓力成比例。這(zhè)一現象被稱爲壓電效應。随即,居裏兄弟(dì)又發現了(le)逆壓電效應,即在外電場(chǎng)作用(yòng)下(xià)壓電體會産生形變。壓電效應的(de)機理(lǐ)是:具有壓電性的(de)晶體對(duì)稱性較低,當受到外力作用(yòng)發生形變時(shí),晶胞中正負離子的(de)相對(duì)位移使正負電荷中心不再重合,導緻晶體發生宏觀極化(huà),而晶體表面電荷面密度等于極化(huà)強度在表面法向上的(de)投影(yǐng),所以壓電材料受壓力作用(yòng)形變時(shí)兩端面會出現異号電荷。反之,壓電材料在電場(chǎng)中發生極化(huà)時(shí),會因電荷中心的(de)位移導緻材料變形。
利用(yòng)壓電材料的(de)這(zhè)些特性可(kě)實現機械振動(聲波)和(hé)交流電的(de)互相轉換。因而壓電材料廣泛用(yòng)于傳感器元件中,例如地震傳感器,力、速度和(hé)加速度的(de)測量元件以及電聲傳感器等。這(zhè)類材料被廣泛運用(yòng),舉一個(gè)很生活化(huà)的(de)例子,打火機的(de)火花即運用(yòng)此技術。
二、壓電材料主要特性
一般來(lái)說,壓電材料應具備以下(xià)幾個(gè)主要特性:
(1)轉換特性:要求具有較高(gāo)的(de)壓電常數d33;
(2)機械性能:機械強度高(gāo)、剛度大(dà);
(3)電性能:高(gāo)電阻率和(hé)高(gāo)介電常數,防止加載驅動電場(chǎng)時(shí)被擊穿;
(4)環境适應性:溫度和(hé)濕度穩定性好,要求具有較高(gāo)的(de)居裏點,工作溫度範圍寬;
(5)時(shí)間穩定性:要求壓電性能不随時(shí)間變化(huà),增強壓電材料工作穩定性和(hé)壽命。