压电响应是指一种物质在压力的作用下会产生电信号的现象。通俗来说,就是把力矩施加在物体上,会引起电极出现电压。
压电效应存在于很多晶体材料中,如石英、钛酸锶、GaN等。而在实际应用中,常用的压电材料有:石英晶体、压电陶瓷和压电聚合物。
石英晶体具有稳定的压电特性、高精度、高频率等优点,是频率控制元件、温度控制元件、压力传感器等领域的核心材料。
压电陶瓷(如PZT、PMN等)则具有高的压电系数、强的压电耦合系数和较高的机械Q值,适用于超声波换能器、磁声换能器等电声器件,以及各种振荡器、谐振器等。
压电聚合物相比前两者则具有较低的压电效应,但却可以制成柔性、可弯曲、可拉伸的传感器,可应用于生物医学、智能结构、机器人等领域。
压电材料的压电效应广泛应用于传感器、换能器、振荡器、过滤器、电声换能器、陀螺仪、锁相环等领域。其中,压电传感器是压电材料应用的主要方向之一,可实现温度、压力、加速度、变形等量的测量,而其优点是体积小、精度高、动态响应快、低功耗等。
此外,压电材料还可应用于智能结构领域,如可变刚度结构、有源噪声控制系统等,抑制机械振动,改善系统性能。
随着各种技术的不断升级,压电材料在现代社会中的应用越来越广泛。人们对压电效应的研究正不断深入,从而扩展了材料应用的领域,使得更多领域的工程问题都能被解决。