矿物的压电性是指某些介质的单晶体,当受到定向压力或张力的作用时,能使晶体垂直于应力的两侧表面上分别带有等量的相反电荷的性质。若应力方向反转时,则两侧表面上的电荷易号。水晶等单晶体就具有压电性。在32个晶体点群(见晶体的对称性)中有11个具有对称中心;有对称中心的晶体压电张量的所有分量均等于零,它们都不是压电体。压电谐振器压电晶体通常按特殊的方式切割成具有某种几何形状,再在表面上加上一对适当的电极,利用它的机械谐振性能与压电效应相耦合而成为压电谐振器。
正文
电介质在压力作用下发生极化而在两端表面间出现电位差的性质。1880年法国人P。居里和J。居里兄弟发现石英晶体受到压力时,它的某些表面上会产生电荷,电荷量与压力成正比;称这种现象为压电效应;具有压电效应的物体称为压电体。居里兄弟还证实了压电体具有逆压电效应,即在外电场作用下压电体会产生形变。压电晶体的对称性较低,当受外力作用产生形变时单胞中正负离子的相对位移使得正负电荷中心出现不相等的移动,导致晶体发生宏观极化;而晶体表面电荷密度等于极化强度在表面法向上的投影,故晶体受压力形变时表面出现电荷。
压电常数
压电常数外电场和晶体的极化强度都是矢量,在直角坐标系中其分量分别记为E和p;1、2、3。晶体的应变s是个二阶对称张量,只有六个独立分量,记为Si;i1、2、3相应的为三个纵应变分量;i4、5、6相应的为三个切应变分量。当形变不太大时压电效应为线性,
可用方程组描述为(1)
对于逆压电效应有(2)
称ei为压电常数,亦称压电应力系数。称di为压电模量,亦称压电应变系数。e和d都是三阶张量,通称为压电张量,一般地可以各有18个独立分量,晶体的对称性可以使压电张量的非零独立分量个数进一步减小。
晶体点群
在32个晶体点群(见晶体...
(全文)