導(dǎo)語：眾所周知，壓電陶瓷屬于一種具備壓電性、介電性、彈性等優(yōu)良特性的電子陶瓷材料。壓電陶瓷在機(jī)械效應(yīng)下，會(huì)發(fā)生一些壓電效應(yīng)，這種反應(yīng)十分具有靈敏性，充分利用之便可廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域和聲學(xué)領(lǐng)域。其實(shí)據(jù)小編了解，壓電陶瓷除了作用于這些高科技領(lǐng)域之外，與我們?nèi)粘Ｉ钜彩敲懿豢煞值?。那么，壓電陶瓷的原理究竟是什么，讓我們一起來看看吧?/p>

壓電性質(zhì)的宏觀解釋

我們知道構(gòu)成陶瓷分子的晶相是晶粒，這種晶粒是具有鐵電性的，因?yàn)樘沾蓛?nèi)部的晶粒的取向具有隨機(jī)性，所以內(nèi)部的各個(gè)鐵電性晶粒的自發(fā)極化矢量也是沒有規(guī)律可循的，也就是呈混亂取向。因而為了使陶瓷表現(xiàn)出我們想要得到的壓電特性，可以對其進(jìn)行強(qiáng)直流電場下的極化處理。經(jīng)過處理之后，混亂的取向自然而然會(huì)變成最優(yōu)化的取向。在電場撤離之后，陶瓷不會(huì)完全恢復(fù)原狀態(tài)，而是會(huì)剩余一部分極化強(qiáng)度，因此具備了壓電性。

壓電陶瓷的原理

    正壓電效應(yīng)物理機(jī)制

上述的極化處理顯然是使陶瓷具備壓電性至關(guān)重要的一步，這一步的物理機(jī)制可以用電荷來解釋。極化后的陶瓷片會(huì)有束縛電荷出現(xiàn)在兩端，外界的自由電荷會(huì)被吸附到電極表面上，這是一個(gè)充電的過程。這時(shí)，當(dāng)有外力壓向陶瓷片時(shí)，兩端就會(huì)向外界放電;反之，當(dāng)有外力反向作用時(shí)，兩端將會(huì)進(jìn)行充電。這個(gè)過程實(shí)現(xiàn)了機(jī)械效應(yīng)向電效應(yīng)的轉(zhuǎn)換，因而該現(xiàn)象又叫做正壓電效應(yīng)。

逆壓電效應(yīng)物理機(jī)制

除上面提到的極化方法之外，壓電陶瓷也具備了自發(fā)極化的功能。這種極化會(huì)在外電場下發(fā)生變化，進(jìn)而使得壓電陶瓷變形。與自發(fā)極化方向相同的外電場叫正向電場，它會(huì)增強(qiáng)壓電陶瓷的極化強(qiáng)度，使片體沿著極化方向伸長，反之如果加上了反向電場，相對應(yīng)極化強(qiáng)度會(huì)減弱陶瓷將會(huì)沿著極化方向進(jìn)行縮短。這個(gè)過程剛剛好是上述過程的逆過程，它實(shí)現(xiàn)了電效應(yīng)向機(jī)械效應(yīng)的轉(zhuǎn)換，故此現(xiàn)象是逆壓電效應(yīng)。

壓電陶瓷的出現(xiàn)，使得一些傳統(tǒng)材料望其項(xiàng)背，達(dá)不到其優(yōu)秀的物理特性和廣泛的應(yīng)用前景。壓電陶瓷雖是一種新型材料，卻因其簡單的原理使其合成方便，具有親民性。相信未來的壓電陶瓷能克服種種障礙，為人類的生活提供更好的服務(wù)。