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压电陶瓷振动的有限元分析ansys

第一章 绪论

1.1压电材料概述

1.1.1压电效应

1880年法国物理学家皮埃尔和雅各居里兄弟在研究石英晶体的物理性质时发现:当沿着晶片的某些方向施加作用力使晶片发生变形后,晶片上相对的两个表面会出现等量的正负电荷,电荷的密度与施加的力的大小有关,这种现象称为压电现象,具有压电现象的介质称为压电体。

压电效应反应了晶体的弹性性能与介电性能之间的耦合。当对压电陶瓷施加一个与极化方向平行的压力F,如图1.1(a)所示,陶瓷片将产生压缩变形,片内的正、负束缚电荷之间的距离变小,极化强度也变小。因此,原来吸附在电极上的自由电荷,有一部分被释放,片内的正、负电荷之间的距离变大,极化强度也变大,因此电极上又吸附一部分自由电荷而出现充电现象。这种由机械效应转变为电效应的现象就是压电效应。压电效应包括正压电效应和逆压电效应。如图所示:

压电陶瓷振动的有限元分析ansys

图1.1 压电效应示意图:(a)正压电效应(b)负压电效应

正压电效应:当压电晶体在外力作用下发生形变时,在它的某些相对应的面上产生异号电荷,这种没有电场作用,只是由于形变产生的极化现象称为正压电效应。

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