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壓電陶瓷和電致伸縮陶瓷都是電介質(zhì),電介質(zhì)在電場(chǎng)的作用下有兩種效應(yīng),即逆壓電效應(yīng)和電致伸縮效應(yīng)。其中逆壓電效應(yīng)是指電介質(zhì)在外電場(chǎng)的作用下產(chǎn)生應(yīng)變,應(yīng)變大小與電場(chǎng)大小成正比,應(yīng)變的方向與電場(chǎng)方向有關(guān)。壓電晶體在外力作用下發(fā)生形變時(shí),正、負(fù)電荷中心發(fā)生相對(duì)位移,在某些相對(duì)應(yīng)的面上產(chǎn)生異號(hào)電荷,出現(xiàn)極化強(qiáng)度。而電致伸縮效應(yīng)是指電介質(zhì)在電場(chǎng)的作用下由于感應(yīng)極化作用引起應(yīng)變,且應(yīng)變與電場(chǎng)方向無關(guān),應(yīng)變的大小與電場(chǎng)的平方成正比。
但是,壓電晶體的生產(chǎn)是強(qiáng)污染行業(yè)(發(fā)達(dá)國(guó)家均將其轉(zhuǎn)換到不發(fā)達(dá)國(guó)家來生產(chǎn)),其生產(chǎn)過程中的環(huán)節(jié)比較多,成品率比較低。目前壓電陶瓷生產(chǎn)上所用的各種原材料,具有很強(qiáng)的地方性,原材料的質(zhì)量往往隨產(chǎn)地和批號(hào)的不同而有很大的區(qū)別和差異。生產(chǎn)出的晶體盡管幾何尺寸一致,但聲-電轉(zhuǎn)換時(shí)的一致性比較差,這是因?yàn)閴弘姴牧鲜歉飨虍愋缘?壓電特征是材料各向異性特征的反映,人工各向異性材料中的細(xì)小差別均能夠?qū)е缕淇傮w的聲-電或電-聲轉(zhuǎn)換特征的一致性相差比較大。
另外,換能器的動(dòng)態(tài)電特征與其振動(dòng)模態(tài)關(guān)系比較密切,某個(gè)頻率附近的電參數(shù)還取決于其機(jī)械振動(dòng)模態(tài)。