壓電效應(yīng)

　　某些單晶材料的結(jié)構(gòu)具有非對稱特性，當(dāng)這些材料受到外加應(yīng)力作用而產(chǎn)生應(yīng)變時，其內(nèi)部晶格結(jié)構(gòu)的變化（形變）會破壞原來宏觀表現(xiàn)為電中性的狀態(tài)，產(chǎn)生極化電場（電極化），所產(chǎn)生的電場（電極化強度）與應(yīng)變的大小成正比。這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)，它是由居里兄弟于1880年發(fā)現(xiàn)的。隨后，在1881年又進一步發(fā)現(xiàn)這類單晶材料還具有逆壓電效應(yīng)，即具有正壓電效應(yīng)的材料在受到外加電場作用時，會有應(yīng)力和應(yīng)變產(chǎn)生，其應(yīng)變與外電場的大小成正比。

　　壓電效應(yīng)是晶體結(jié)構(gòu)的一個特性，它與晶體結(jié)構(gòu)的非對稱性有關(guān)，而壓電效應(yīng)的大小及性質(zhì)則與施加的應(yīng)力或電場對晶體結(jié)晶軸的相對方向有關(guān)。

　　具有壓電效應(yīng)的單晶材料種類很多，最常用的如天然石英（SiO2）晶體，以及人工單晶材料如硫酸鋰（Li2SO4）、鈮酸鋰（LiNbO3）等等。

　　電致伸縮效應(yīng)

　　某些多晶材料中存在有自發(fā)形成的分子集團，即所謂“電疇”，它具有一定的極化，并且沿極化方向的長度往往與其他方向的長度不同。當(dāng)有外加電場作用時，電疇會發(fā)生轉(zhuǎn)動，使其極化方向與外加電場方向趨于一致，從而使該材料沿外加電場方向的長度將發(fā)生變化，表現(xiàn)為彈性應(yīng)變。這種現(xiàn)象稱為電致伸縮效應(yīng)。

　　電致伸縮效應(yīng)也有逆效應(yīng)，即具有電致伸縮效應(yīng)的多晶材料在經(jīng)受外加應(yīng)力產(chǎn)生應(yīng)變時，其總的極化強度將會發(fā)生變化，即表現(xiàn)為電極化（產(chǎn)生電場）。

　　因此，電致伸縮效應(yīng)可以說與電極化現(xiàn)象有關(guān)（自極化）。

壓電陶瓷的用途非常廣泛。下面我們來舉其中幾例：  

　?、俾曇艮D(zhuǎn)換器； 聲音轉(zhuǎn)換器是最常見的應(yīng)用之一。像拾音器、傳聲器、耳機、蜂鳴器、超聲波探深儀、聲納、材料的超聲波探傷儀等都可以用壓電陶瓷做聲音轉(zhuǎn)換器。如兒童玩具上的蜂嗚器就是電流通過壓電陶瓷的壓電效應(yīng)產(chǎn)生振動，而發(fā)出人耳可以聽得到的聲音。壓電陶瓷通過電子線路的控制，可產(chǎn)生不同頻率的振動，從而發(fā)出各種不同的聲音。例如電子音樂賀卡，就是通過壓電效應(yīng)把機械振動轉(zhuǎn)換為交流電信號。  

　?、趬弘娖?；自從一次世界大戰(zhàn)中英軍發(fā)明了坦克，并在法國索姆河的戰(zhàn)斗中使用而重創(chuàng)了德軍后，坦克在多次戰(zhàn)斗中大顯身手。然而到了20世紀六七十年代，由于反坦克的發(fā)明，坦克失去了昔日的輝煌。反坦克炮發(fā)射出的接觸坦克，就會把坦克炸得粉碎。這是因為彈頭上裝有壓電陶瓷，它能把相碰時的強大機械力轉(zhuǎn)變?yōu)樗查g高電壓，爆發(fā)火花。  

　

超聲波發(fā)生器，又稱超聲波驅(qū)動電源、電子箱、超聲波控制器，是大功率超聲系統(tǒng)的重要組成部分。超聲波發(fā)生器作用是把市電轉(zhuǎn)換成與超聲波換能器相匹配的高頻交流電信號，驅(qū)動超聲波換能器工作。大功率超聲波電源從轉(zhuǎn)換效率方面考慮一般采用開關(guān)電源的電路形式。超聲波電源分為自激式和它激式電源，自激式電源稱為超聲波模擬電源，它激式電源稱為超聲波發(fā)生器。
與傳統(tǒng)的依靠壓力和高速運動將液體粉碎成小顆粒的噴霧頭不同，超聲波噴霧頭是利用較低的超聲波振動能量來進行液體霧化的。液體可通過自身重力或低壓液泵傳送到噴霧頭并實現(xiàn)連續(xù)或間斷性霧化。 典型應(yīng)用 薄膜噴涂（太陽能電池，燃料電池，觸摸屏、助焊劑、玻璃噴膜等） 醫(yī)療：心血管支架、真空采血管、微細導(dǎo)管噴涂給藥 納米材料：熱解、噴霧干燥 化工：反應(yīng)物注入 微量油性液體或香薰液等的添加 工業(yè)加濕、工業(yè)除塵防靜電 特征優(yōu)點 高效率噴涂、減少原料消耗 微細霧化顆粒 霧化顆粒均勻 可實現(xiàn)間斷性或連續(xù)性的超低噴霧流量 不易堵塞 防腐蝕 高精度、高可控性