1880年,两位法国科学家的兄弟Jacques和PierreCurie发现了压电性.他们在首次发现施加在石英晶体谐振器或甚至某些晶体上的压力在某种材料中产生电荷后发现了压电性.1他们后来将这种奇怪的科学现象称为压电效应.
居里兄弟很快发现了逆压电效应.在他们证实当电场被强制施加到晶振引线上之后,它导致晶体引线的畸形或无序-现在称为反压电效应.
压电性这个术语来自希腊语piezo,意思是挤压或按压.有趣的是,希腊语中的电子意味着琥珀.琥珀也恰好是电荷的来源.
今天许多电子设备都使用压电.例如,当您在智能手机上使用某种类型的语音识别软件甚至Siri时,您正在讲话的麦克风可能正在使用压电技术.压电晶体会转动您声音中的声音能量,并将其转换为电子信号,供您的计算机或手机解读.压电性一切都成为可能.
各种更先进技术的创造可以追溯到压电性的发现.例如,强大的声纳"sonobuoy"小型敏感麦克风和陶瓷音频换能器是通过压电实现的.今天,我们看到了越来越多的压电材料和设备的发展.
直接压电效应
如上所述,压缩压电材料产生电(压电性).图1解释了这个概念.
压电效应通过压缩材料的压缩而发生.
压电陶瓷材料-非导电压电陶瓷晶振或晶体-放置在两个金属板之间.为了产生压电性,需要压缩或挤压材料.施加到压电陶瓷材料的机械应力产生电力.
如图1所示,材料上存在电压.两块金属板将压电晶体夹在中间.金属板收集电荷,产生/产生电压(闪电符号),即压电性.这样,压电效应就像微型电池一样,因为它产生电能.这是直接压电效应.使用直接压电效应的设备包括麦克风,压力传感器,水听器和许多其他传感类型的设备.
反压电效应
压电效应可以反转,这被称为逆压电效应.这是通过施加电压使压电石英晶体收缩或膨胀而产生的(图2).逆压电效应将电能转换为机械能.
2.压电效应的逆转,称为逆压电效应,是当施加电压以使石英晶体谐振器收缩或膨胀时.
使用逆压电效应可以帮助开发产生和产生声波的装置.压电声学装置的示例是扬声器(通常在手持装置中找到)或蜂鸣器.具有这种扬声器的优点在于它们非常薄,这使得它们在一系列电话中是有用的.甚至医学超声波和声纳换能器也使用反向压电效应.非声学逆压电装置包括电动机和致动器.
