《功能转换材料》PPT课件.ppt

功能转换材料功能转换材料 压电材料压电材料 09材料化学 焦姣 0901100200041、基本介绍压电材料是受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料。1880年，法国物理学家P.居里和J.居里兄弟发现，把重物放在石英晶体上，晶体某些表面会产生电荷，电荷量与压力成正比，这一现象被称为压电效应。随即，居里兄弟又发现了逆压电效应，即在外电场作用下压电体会产生形变。2、压电效应原理压电效应的机理是：具有压电性的晶体对称性较低，当受到外力作用发生形变时，晶胞中正负离子的相对位移使正负电荷中心不再重合，导致晶体发生宏观极化，而晶体表面电荷面密度等于极化强度在表面法向上的投影，所以压电材料受压力作用形变时两端面会出现异号电荷。反之，压电材料在电场中发生极化时，会因电荷中心的位移导致材料变形。3、压电常数压电材料的性能常用压电常数来表征。压电常数(Piezoelectric Constant)是压电体把机械能转变为电能或把电能转变为机械能的转换系数。它反映压电材料弹性（机械）性能与介电性能之间的耦合关系。4、压电材料的分类无机压电材料：无机压电材料：分为压电晶体和压电陶瓷，压电晶体一般是指压电单晶体；压电陶瓷则泛指压电多晶体。有机压电材料：有机压电材料：又称压电聚合物，如偏聚氟乙烯（薄膜）及其他为代表的其他有机压电（薄膜）材料。复合压电材料：复合压电材料：这类材料是在有机聚合物基底材料中嵌入片状、杆状、棒状、或粉末状压电材料构成的。5、压电材料的应用压电材料的应用领域可以粗略分为两大类：即振动能和超声振动能-电能换能器应用，包括电声换能器，水声换能器和超声换能器等，以及其它传感器和驱动器应用。换能器换能器换能器是将机械振动转变为电信号或在电场驱动下产生机械振动的器件压电聚合物电声器件利用了聚合物的横向压电效应，而换能器设计则利用了聚合物压电双晶片或压电单晶片在外电场驱动下的弯曲振动，利用上述原理可生产电声器件如麦克风、立体声耳机和高频扬声器。目前对压电聚合物电声器件的研究主要集中在利用压电聚合物的特点，研制运用其它现行技术难以实现的、而且具有特殊电声功能的器件，如抗噪声电话、宽带超声信号发射系统等。压电驱动器压电驱动器压电驱动器利用逆压电效应，将电能转变为机械能或机械运动，聚合物驱动器主要以聚合物双晶片作为基础，包括利用横向效应和纵向效应两种方式，基于聚合物双晶片开展的驱动器应用研究包括显示器件控制、微位移产生系统等。6、压电材料在新能源的应用压电发电鞋压电发电衣服声波压电发电发电舞池