壓電阻抗分(fēn)析儀簡述壓電材料及其應用(yòng)

　　壓電阻抗分(fēn)析儀簡述壓電材料及其應用(yòng)
　　1880年居裏兄弟(dì)發現，在石英晶體的(de)特定方向上施加壓力或拉力會使晶體表面出現電荷，并且電荷的(de)密度與施加外力的(de)大(dà)小成比例，這(zhè)就是壓電材料的(de)正壓電效應。随後，居裏兄弟(dì)又通(tōng)過實驗驗證了(le)逆壓電效應，并且得(de)到了(le)石英晶體的(de)正逆壓電系數。1894年沃伊特指出，結構上具有不對(duì)稱中心的(de)晶體介質都可(kě)能是壓電材料。在現代社會中，壓電材料作爲機電轉換的(de)功能材料，在高(gāo)新領域扮演著(zhe)重要的(de)角色。　　目前，利用(yòng)壓電材料制作的(de)壓電傳感器廣泛的(de)應用(yòng)于壓電濾波器、微位移器、驅動器和(hé)傳感器等電子器件中，在衛星廣播、電子設備、生物(wù)以及航空航天等高(gāo)新技術領域都有著(zhe)重要的(de)地位。随著(zhe)電子工業的(de)快(kuài)速發展，壓電材料逐步出現複合化(huà)、功能特殊化(huà)、性能極限化(huà)和(hé)結構微型化(huà)等趨勢，性能優良的(de)壓電材料将成爲本世紀重要的(de)新材料之一。
　　壓電效應原理(lǐ)
　　壓電材料即具有壓電效應的(de)一類功能材料。壓電效應是指材料在壓力作用(yòng)下(xià)産生電信号的(de)效應；或者在電場(chǎng)作用(yòng)下(xià)，材料發生機械形變的(de)現象。材料的(de)壓電性由壓電常數決定，與晶體的(de)對(duì)稱性密切相關。石英晶體是早發現的(de)壓電晶體，也(yě)是目前好的(de)和(hé)重要的(de)壓電晶體之一。
　　壓電效應是由于晶體在機械力的(de)作用(yòng)下(xià)發生形變而引起帶電粒子的(de)相對(duì)位移，從而使得(de)晶體的(de)總電矩發生改變而造成的(de)。晶體是否具有壓電性與晶體結構的(de)對(duì)稱性有關，隻有具有不對(duì)稱中心的(de)晶體才有可(kě)能具有壓電特性。因爲壓電晶體首先必須是不導電的(de)，同時(shí)結構上還(hái)必須要有分(fēn)别帶正電荷和(hé)負電荷的(de)質點—離子或離子團的(de)存在。因此，壓電晶體還(hái)必須是粒子性晶體或有離子團組成的(de)分(fēn)子晶體[1]。
　　三、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。
　　描述晶體材料的(de)彈性、壓電、介電性質的(de)重要參數，如介電常數、彈性系數和(hé)壓電常數等，決定了(le)壓電材料的(de)基本性能。描述交變電場(chǎng)中壓電材料介電行爲的(de)介質損耗角正切（tan δ），描述彈性諧振時(shí)的(de)力學性能的(de)機械品質因數Qm及描述諧振時(shí)的(de)機械能與電能相互轉換的(de)機電耦合系數k等，決定了(le)壓電材料的(de)具體應用(yòng)方向。在壓電材料的(de)研究及實際應用(yòng)中，以上參數都極爲重要。