功能轉(zhuǎn)換材料

功能轉(zhuǎn)換材料第一頁，共十頁，編輯于2023年，星期日1、基本介紹壓電材料是受到壓力作用時(shí)會(huì)在兩端面間出現(xiàn)電壓的晶體材料。1880年，法國物理學(xué)家P.居里和J.居里兄弟發(fā)現(xiàn)，把重物放在石英晶體上，晶體某些表面會(huì)產(chǎn)生電荷，電荷量與壓力成正比，這一現(xiàn)象被稱為壓電效應(yīng)。隨即，居里兄弟又發(fā)現(xiàn)了逆壓電效應(yīng)，即在外電場(chǎng)作用下壓電體會(huì)產(chǎn)生形變。第二頁，共十頁，編輯于2023年，星期日2、壓電效應(yīng)原理壓電效應(yīng)的機(jī)理是：具有壓電性的晶體對(duì)稱性較低，當(dāng)受到外力作用發(fā)生形變時(shí)，晶胞中正負(fù)離子的相對(duì)位移使正負(fù)電荷中心不再重合，導(dǎo)致晶體發(fā)生宏觀極化，而晶體表面電荷面密度等于極化強(qiáng)度在表面法向上的投影，所以壓電材料受壓力作用形變時(shí)兩端面會(huì)出現(xiàn)異號(hào)電荷。反之，壓電材料在電場(chǎng)中發(fā)生極化時(shí)，會(huì)因電荷中心的位移導(dǎo)致材料變形。第三頁，共十頁，編輯于2023年，星期日3、壓電常數(shù)壓電材料的性能常用壓電常數(shù)來表征。壓電常數(shù)(PiezoelectricConstant)是壓電體把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芑虬央娔苻D(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的轉(zhuǎn)換系數(shù)。它反映壓電材料彈性（機(jī)械）性能與介電性能之間的耦合關(guān)系。第四頁，共十頁，編輯于2023年，星期日4、壓電材料的分類無機(jī)壓電材料：分為壓電晶體和壓電陶瓷，壓電晶體一般是指壓電單晶體；壓電陶瓷則泛指壓電多晶體。有機(jī)壓電材料：又稱壓電聚合物，如偏聚氟乙烯（薄膜）及其他為代表的其他有機(jī)壓電（薄膜）材料。復(fù)合壓電材料：這類材料是在有機(jī)聚合物基底材料中嵌入片狀、桿狀、棒狀、或粉末狀壓電材料構(gòu)成的。

第五頁，共十頁，編輯于2023年，星期日5、壓電材料的應(yīng)用壓電材料的應(yīng)用領(lǐng)域可以粗略分為兩大類：即振動(dòng)能和超聲振動(dòng)能-電能換能器應(yīng)用，包括電聲換能器，水聲換能器和超聲換能器等，以及其它傳感器和驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用。第六頁，共十頁，編輯于2023年，星期日換能器

換能器是將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)或在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)的器件壓電聚合物電聲器件利用了聚合物的橫向壓電效應(yīng)，而換能器設(shè)計(jì)則利用了聚合物壓電雙晶片或壓電單晶片在外電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下的彎曲振動(dòng)，利用上述原理可生產(chǎn)電聲器件如麥克風(fēng)、立體聲耳機(jī)和高頻揚(yáng)聲器。目前對(duì)壓電聚合物電聲器件的研究主要集中在利用壓電聚合物的特點(diǎn)，研制運(yùn)用其它現(xiàn)行技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)的、而且具有特殊電聲功能的器件，如抗噪聲電話、寬帶超聲信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)等。第七頁，共十頁，編輯于2023年，星期日壓電驅(qū)動(dòng)器

壓電驅(qū)動(dòng)器利用逆壓電效應(yīng)，將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能或機(jī)械運(yùn)動(dòng)，聚合物驅(qū)動(dòng)器主要以聚合物雙晶片作為基礎(chǔ)，包括利用橫向效應(yīng)和縱向效應(yīng)兩種方式，基于聚合物雙晶片開展的驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用研究包括顯示器件控制、微位移產(chǎn)生系統(tǒng)等。第八頁，共十頁，編輯于2023年，星期日6、壓電材料在新能源的應(yīng)用壓電發(fā)電鞋壓電發(fā)