壓電效應及其原理

壓電效應：某些電介質在沿一定方向上受到外力的作用而變形時，內部會產生極化現象，同時在它的兩個相對表面上出現正負相反的電荷。當外力去掉后，它又會恢復到不帶電的狀態，這種現象稱為正壓電效應。當作用力的方向改變時，電荷的極性也隨之改變。

相反，當在電介質的極化方向上施加電場，這些電介質也會發生變形，電場去掉后，電介質的變形隨之消失，這種現象稱為逆壓電效應，或稱為電致伸縮現象。依據電介質壓電效應研制的一類傳感器稱為為壓電傳感器。

       并非的陶瓷都具有壓電效應。作為壓電陶瓷的原材料，在晶體結構上一定是不具有對稱中心的晶體，如氧化鉛、氧化鋯、氧化鈦、碳酸鋇、氧化鈮、氧化鎂、氧化鋅等。將這些原材料在高溫下致密燒結，制成陶瓷，并將制好的陶瓷在直流高壓電場下進行極化處理，才能成為壓電陶瓷。

常用的壓電陶瓷有鈦酸鋇、鈦酸鉛、鋯鈦酸鉛以及三元系壓電陶瓷等。

     壓電陶瓷的應用范圍非常廣泛，而且與人類的生活密切相關。其應用大致可歸納為以下四方面：

（1）能量轉換。壓電陶瓷可以將機械能轉換為電能，故可用于制造壓電打火機、壓電點火機、移動X光機電源等。用壓電陶瓷也可以把電能轉換為超聲振動，用于探尋水下魚群，對金屬進行無損探傷，以及超聲清洗、超聲醫療等。

（2）傳感。用壓電陶瓷制成的傳感器可用來檢測微弱的機械振動并將其轉換為電信號，可應用于聲納系統、氣象探測、遙感遙測、環境保護、家用電器等。

（3）驅動。壓電驅動器是利用壓電陶瓷的逆壓電效應產生形變，以精que地控制位移，可用于精密儀器與精密機械、微電子技術、光纖技術及生物工程等領域。

（4）頻率控制。壓電陶瓷還可以用來制造各種濾波器和諧振器。在收音機的電子線路中，振蕩器和濾波器是*的重要部件。壓電陶瓷用完成振蕩、濾波功能。

 壓電地震儀

地震震源一般在地殼內比較深的地方。從震源開始，震動不斷向四面八方傳播。震動是一種機械波，當地震儀中的壓電陶瓷受到機械波的作用后，按照正壓電效應，就會感應出一定強度的電信號，這些信號可以在屏幕上顯示或是以其他形式表現出來。

    由于壓電陶瓷的壓電效應非常靈敏，能精que測出幾達因的力的變化，甚至可以檢測到十多米外昆蟲拍打翅膀引起的空氣擾動，所以壓電地震儀能精que地測出地震的強度。由于壓電陶瓷能測定聲波的傳播方向，故壓電地震儀還能指示出地震的方位和距離。可以毫不夸張地說，壓電陶瓷在地震預報方面大顯了身手。