壓電材料是具有壓電效應(yīng)的晶體材料,常用的有壓電晶體材料、壓電陶瓷和高分子壓電材料。
在研究石英晶體時,晶體學(xué)中可以用三根互相垂直的晶軸來表示。兩平行柱面內(nèi)夾角等分線,垂直此軸壓電效應(yīng)最強,稱為電軸,垂直于平行柱面,在電場作用下變形最大,稱為機械軸,無壓電效應(yīng),中心軸,也稱光軸。
光電開關(guān)傳感器與它不同的是,石英晶體的化學(xué)式為SIO2,石英晶體的壓電效應(yīng)與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān),它的每個晶胞由3個硅離子和6個氧離子組成,一個硅離子和兩個氧離子交替排列。沿光軸看去,可以等效為正六邊形結(jié)構(gòu)。
當(dāng)石英晶體受外力作用時,硅離子和氧離子在正六邊形的六個頂角上,正負電荷的中心重合,所以對外不顯電性;當(dāng)石英晶體在X軸方向受力時,正負電荷中心偏移,負電荷中心向下偏移導(dǎo)致晶體的極面A上呈現(xiàn)負電荷,正電荷中心向上偏移導(dǎo)致晶體的極面B上呈現(xiàn)正電荷;當(dāng)石英晶體在Y軸方向受力時,正負電荷中心同樣發(fā)生偏移,晶體的極面A上呈現(xiàn)正電荷,晶體的極面B上呈現(xiàn)負電荷;當(dāng)晶體的光軸方向受力時,由于晶格的變形不會引起正負電荷中心的偏移,所以不會產(chǎn)生壓電效應(yīng)。 |