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文档简介

1、静电场中的电介质机电相互作用与压电方程机电相互作用直接效应：电场强度E和电位移D、应力X和应变x各自本身之间引起的固体极化和形变效应；耦合效应：E和D与X和x之间（机电）相互作用引起的固体极化和形变效应； 线性耦合效应：压电效应；二次非线性耦合效应：电致伸缩效应 机电相互作用 压电效应 应力加在某些晶体上，将在晶体中诱发电矩使其电位移改变，起其电位移值正比于所加的应力正压电效应 上述方程组含有三个方程，每个方程有九项 把矢量和二阶张量联系在一起，它是三阶张量，称压电常数有27个组元 机电相互作用当j = k，9个dijj代表在j方向上的单位轴向应力在i方向诱发的电位移；当j k，9个dijk代

2、表垂直于i轴的单位切向应力在i方向诱发的电位移；压电常数dijk受晶体对称性的制约，晶体的对称性越高，dijk非零独立分量数目越少，对含有对称中心的晶体，压电常数全为零。 机电相互作用变换矩阵： 由Neuman法则 机电相互作用通过脚标缩减，压电方程可写为： i=1、2、3，=1、2、3、4、5、6 机电相互作用 逆压电效应 当电场Ei加在晶体上，晶体将发生形变，应变xjk与电场成正比 称逆压电常数 由于 机电相互作用如何求证？机电相互作用 正压电常数与逆压电常数 根据热力学理论，得材料热力学表达式：正压电常数逆压电常数机电相互作用 各晶系在不同对称操作下压电常数和介电常数矩阵 单斜 机电相互

3、作用三斜 正交 （2mm） 机电相互作用正交 （222） 四方 （ ） 机电相互作用四方 （4mm） 三方 （3mm） 机电相互作用立方六方 6mm机电相互作用 电致伸缩效应： 一种二阶机电耦合效应，比线性压电效应微弱，各种类型的固体电介质都有电致伸缩效应。其逆效应如何理解？另一种表示： 、称电致伸缩系数 机电相互作用对于立方晶系和各向同性的陶瓷电介质，电致伸缩系数的非零独立分量只有： 电致伸缩效应的应变与电场无关，呈抛物线平方关系 压电方程 综合描述晶体极化，弹性以及机电压电耦合的方程 有四种不同方式列出晶体压电方程： 取自变量和 第一项为电场所产生的直接极化效应 第二项为应力所产生的压电耦合效应 第一项为逆压电效应 第二项为应力所产生的弹性应变 方程方程压电方程取自变量和 第一项为电场直接效应 第二项为压电耦合效应 第一项为逆压电效应 第二项为弹性直接效应 方程方程压电方程取自变量 和 第一项为直接极化效应 第二项为压电耦合效应 第一项为逆压电效应 第二项为直接弹性效应 方程方程压电方程取自变量 和 第一项为直接极化效应 第二项为压电效应 第一项为逆压电效应 第二项为直接弹性效应 方程方程压电方程 各系数间的关系 压电系数 压电方程根据热

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