描述
压电体的力学量和电学量之间的线性响应关系的
比例常数称为压电常数。
术语简介
压电常数表征压电体在压力下产生极化强 弱(电压大小)的常数。某些电介质在压力作用下发生极化而在两端表面出 现电位差的性质称为压电性。具有压电性的物体称为压电体。
一般压电体 具有逆压电效应,即在外电场作用下 压电体会产生形变。目前应用最广的 是锆钛酸铅二元系压电陶瓷,简称为 PZT,其压电常数分量d33可达600pC/N。
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。
选择不同的
自变量(或者说测量时选用不同的
边界条件),可以得到四组压电常数d、g、e、h,其中较常用的是压电常数d。
其中压电常数d33是表征压电材料性能的最常用的重要参数之一,一般陶瓷的压电常数越高,
压电性能越好。下标中的第一个数字指的是
电场方向,第二个数字指的是应力或应变的方向,“33”表示
极化方向与测量时的施力方向相同。
压电常数不仅与应力TI、应变SI有关,而且与电场强度Ei、电位移Di也有关。
表述形式
压电常数可以从不同的角度来表述,其形式有四种,即diJ、eiJ、giJ和hiJ,其中i=1,2,3;J=1,2,3,4,5,6。
当压电体处于恒定应力作用时,由于电场强度变化所产生的应变变化与电场强度变化之比;或在恒定电场作用时,由于应力变化所产生的电位移变化与应力变化之比,称为压电应变常数diJ,其表示式为
其单位为C/N或m/V。
当压电体受恒定应变作用时,由于电场强度变化所产生的应力变化与电场强度变化之比; 或受恒定电场作用时,由于应变变化所产生的电位移变化与应变变化之比,称为压电应力常数,其表示式为
其单位为N/Vm或C/m^2。
当压电体受恒定电位移作用时,由于应力变化所产生的电场强度变化与
应力变化之比; 或受恒定应力作用时,由于电位移变化所产生的应变变化与电位移变化之比,称为压电电压常数,其表示式为
其单位为Vm/N或m^2/C。
当压电体受恒定应变作用时,由于电位移变化所产生的应力变化与电位移变化之比;或受恒定电位移作用时,由于应变变化所产生的电场强度变化与应变变化之比,称为压电劲度常数,其表示式为
其单位为V/m或N/C。
测量意义
近年来,常采用压电陶瓷作为精密微调机构的传动源。它在导弹、激光频率调谐等方面都有广泛的应用。
目前用在激光器上的压电陶瓷有国盘、园筒、园盘叠堆和园形弯板等几种。无论采用哪一种形式的压电陶瓷,器件工作者最关心的是压电常数,位移线性度和位移平行度。
由于
压电陶瓷的制造工艺复杂,质量很难严格控制,即使采用相同配方,相同工艺的产品,也很难保证这些参数完全相同,又由于老化等不稳定因素,因此,在使用前必须逐个挑选测量。