1880年,兩位法國科學家的兄弟Jacques和PierreCurie發(fā)現(xiàn)了壓電性.他們在首次發(fā)現(xiàn)施加在石英晶體諧振器或甚至某些晶體上的壓力在某種材料中產(chǎn)生電荷后發(fā)現(xiàn)了壓電性.1他們后來將這種奇怪的科學現(xiàn)象稱為壓電效應.

居里兄弟很快發(fā)現(xiàn)了逆壓電效應.在他們證實當電場被強制施加到晶振引線上之后,它導致晶體引線的畸形或無序-現(xiàn)在稱為反壓電效應.

壓電性這個術語來自希臘語piezo,意思是擠壓或按壓.有趣的是,希臘語中的電子意味著琥珀.琥珀也恰好是電荷的來源.

今天許多電子設備都使用壓電.例如,當您在智能手機上使用某種類型的語音識別軟件甚至Siri時,您正在講話的麥克風可能正在使用壓電技術.壓電晶體會轉(zhuǎn)動您聲音中的聲音能量,并將其轉(zhuǎn)換為電子信號,供您的計算機或手機解讀.壓電性一切都成為可能.

各種更先進技術的創(chuàng)造可以追溯到壓電性的發(fā)現(xiàn).例如,強大的聲納"sonobuoy"小型敏感麥克風和陶瓷音頻換能器是通過壓電實現(xiàn)的.今天,我們看到了越來越多的壓電材料和設備的發(fā)展.

直接壓電效應

如上所述,壓縮壓電材料產(chǎn)生電(壓電性).圖1解釋了這個概念.

壓電效應通過壓縮材料的壓縮而發(fā)生.

壓電陶瓷材料-非導電壓電陶瓷晶振或晶體-放置在兩個金屬板之間.為了產(chǎn)生壓電性,需要壓縮或擠壓材料.施加到壓電陶瓷材料的機械應力產(chǎn)生電力.

如圖1所示,材料上存在電壓.兩塊金屬板將壓電晶體夾在中間.金屬板收集電荷,產(chǎn)生/產(chǎn)生電壓(閃電符號),即壓電性.這樣,壓電效應就像微型電池一樣,因為它產(chǎn)生電能.這是直接壓電效應.使用直接壓電效應的設備包括麥克風,壓力傳感器,水聽器和許多其他傳感類型的設備.

反壓電效應

壓電效應可以反轉(zhuǎn),這被稱為逆壓電效應.這是通過施加電壓使壓電石英晶體收縮或膨脹而產(chǎn)生的(圖2).逆壓電效應將電能轉(zhuǎn)換為機械能.

2.壓電效應的逆轉(zhuǎn),稱為逆壓電效應,是當施加電壓以使石英晶體諧振器收縮或膨脹時.

使用逆壓電效應可以幫助開發(fā)產(chǎn)生和產(chǎn)生聲波的裝置.壓電聲學裝置的示例是揚聲器(通常在手持裝置中找到)或蜂鳴器.具有這種揚聲器的優(yōu)點在于它們非常薄,這使得它們在一系列電話中是有用的.甚至醫(yī)學超聲波和聲納換能器也使用反向壓電效應.非聲學逆壓電裝置包括電動機和致動器.