壓電材料是一種能夠在電場激勵下發(fā)生機械位移的材料，因具有壓電效應而得名。在本篇科普材料中，我們將介紹壓電材料的定義、類型、原理及應用等方面的基礎知識。
壓電材料的定義
壓電材料是指一類可以在電場作用下產(chǎn)生機械應變/運動，或者機械運動/應變產(chǎn)生電位差的材料。該類材料典型的特點是具有極化性和非中心對稱性。
壓電材料的類型
目前已知有多種壓電材料，常見的壓電材料包括：
1. 水晶（如琥珀酸鈉）
2. 玻璃（如硼硅酸鈉）
3. 人工合成材料（如二氧化鉛基、鈦酸鍶、niobate等）
4. 塑料（如pvdf）
壓電材料的原理
壓電效應的發(fā)現(xiàn)可以追溯到1880年代初期，法國生物物理學家皮埃爾·庫里發(fā)現(xiàn)壓石英晶體會產(chǎn)生電勢。壓電效應是由于壓電晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)改變引起的，其內(nèi)部電荷分布發(fā)生變化，產(chǎn)生電場。在外部電場的作用下，晶體的內(nèi)部電荷分布發(fā)生變化，相應的產(chǎn)生一定的機械應變/位移。
壓電材料的應用
壓電材料的應用非常廣泛，且不僅僅局限于科技領域，還涉及到日常生活。以下是一些代表性的應用領域：
1. 傳感器：壓電材料可以測量溫度、應變、質(zhì)量、壓力、形變、聲音和震動等物理量。
2. 科學工藝：壓電材料可用于精密儀器中，如電子濾波器、精密定位器、聲納、激光掃描儀、記錄儀等。
3. 能量轉(zhuǎn)換：在壓力波、聲音或震動作用下，壓電材料可將機械能轉(zhuǎn)化為電能，或者將電能轉(zhuǎn)化為機械能。
4. 陶瓷和晶體振蕩器：壓電材料可用于電子鐘表、計算機cpu中的晶振和無線電收發(fā)器中的陶瓷諧振器等。
壓電材料的應用在科技領域中具有很廣泛的應用前景。隨著科技的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，壓電材料也將得到更為廣泛的應用，為人類生活和科技進步做出更多的貢獻。