Пьезоэлектрическая поляризация

В диэлектриках с нецентросимметричной структурой, индуцированной внешним полем, возможна вынужденная поляризация, при которой дипольный момент возникает под действием механических напряжений.

Появление поляризации в диэлектрике под действием механических напряжений называется прямым пьезоэффектом. Кроме прямого пьезоэффекта существует и обратный. Он заключается в том, что при наложении внешнего электрического поля кристалл несколько сжимается или расширяется. Пьезоэффект наблюдается во всех нецентросимметричных кристаллах. Под действием механических напряжений происходит смещение заряженных частиц и, таким образом, возникает дипольный момент. Смещение частиц в кристаллах с центром симметрии не приводит к появлению поляризованного состояния, т. к. в этом случае в силу наличия центра симметрии происходит электрическая компенсация моментов, образованных за счет смещения положительно и отрицательно заряженных частиц.

Механизм возникновения пьезополяризации в кварце показан на рисунке 11.

Рисунок 11 ­– Механизм возникновения пьезополяризации в кварце: – элементарная ячейка при отсутствии внешних воздействий, – ячейка растянута, – ячейка сжата.

Пьезоэлектрики находят применение в качестве мощных излучателей и чувствительных приемников ультразвука, стабилизаторов частоты, электрических фильтров высоких и низких частот, трансформаторов напряжений и тока.

Поиск по сайту: