壓電材料是具有壓電效應(yīng)的晶體材料,常用的有壓電晶體材料、壓電陶瓷和高分子壓電材料。 在研究石英晶體時(shí),晶體學(xué)中可以用三根互相垂直的晶軸來(lái)表示。兩平行柱面內(nèi)夾角等分線(xiàn),垂直此軸壓電效應(yīng)最強(qiáng),稱(chēng)為電軸,垂直于平行柱面,在電場(chǎng)作用下變形最大,稱(chēng)為機(jī)械軸,無(wú)壓電效應(yīng),中心軸,也稱(chēng)光軸。 光電開(kāi)關(guān)傳感器與它不同的是,石英晶體的化學(xué)式為SIO2,石英晶體的壓電效應(yīng)與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān),它的每個(gè)晶胞由3個(gè)硅離子和6個(gè)氧離子組成,一個(gè)硅離子和兩個(gè)氧離子交替排列。沿光軸看去,可以等效為正六邊形結(jié)構(gòu)。 當(dāng)石英晶體受外力作用時(shí),硅離子和氧離子在正六邊形的六個(gè)頂角上,正負(fù)電荷的中心重合,所以對(duì)外不顯電性;當(dāng)石英晶體在X軸方向受力時(shí),正負(fù)電荷中心偏移,負(fù)電荷中心向下偏移導(dǎo)致晶體的極面A上呈現(xiàn)負(fù)電荷,正電荷中心向上偏移導(dǎo)致晶體的極面B上呈現(xiàn)正電荷;當(dāng)石英晶體在Y軸方向受力時(shí),正負(fù)電荷中心同樣發(fā)生偏移,晶體的極面A上呈現(xiàn)正電荷,晶體的極面B上呈現(xiàn)負(fù)電荷;當(dāng)晶體的光軸方向受力時(shí),由于晶格的變形不會(huì)引起正負(fù)電荷中心的偏移,所以不會(huì)產(chǎn)生壓電效應(yīng)。 |