1880年,兩位法國科學家的兄弟Jacques和PierreCurie發現了壓電性.他們在首次發現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生電荷后發現了壓電性.1他們后來將這種奇怪的科學現象稱為壓電效應.

居里兄弟很快發現了逆壓電效應.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.壓電晶體會轉動您聲音中的聲音能量,并將其轉換為電子信號,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造可以追溯到壓電性的發現.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的.今天,我們看到了越來越多的壓電材料和設備的發展.

直接壓電效應

如上所述,壓縮壓電材料產生電(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,產生/產生電壓(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,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生的(圖2).逆壓電效應將電能轉換為機械能.

2.壓電效應的逆轉,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產生和產生聲波的裝置.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.