读懂材料的压电性能常见问题（一）

压电陶瓷必须经过极化之后才具有压电性能。

所谓极化（Pling），就是在压电陶瓷上加一强直流电场，使陶瓷中的电畴沿电场方向取向排列，又称人工极化处理，或单畴化处理。

1. 极化电场：只有在极化电场作用下，电畴才能沿电场方向取向排列，所以它是极化条件中的主要因素。极化电场越高，促使电畴排列的作用越大，极化越充分。因此，较厚的制品，极化电场因相应降低，且通过调高极化温度，延长极化时间达到好的极化效果。MPD高压极化装置极化温度可达260℃，升压时间，即高压电源升压时间，一般3s以上，5s(经典值)；测试时间，根据电压高低而定，一般在60s以上（4000V时），电压越高，测试时间越长。

2.极化温度：在极化电场和极化时间一定的条件下，极化温度高时，电畴取向排列较易，极化效果较好。实践选择极化温度时，都以温度高些为好，因为提高极化温度可以缩短极化时间，提高极化效率。

3.极化时间：极化时间是指陶瓷制品从一个平衡态转变到另一个平衡态所需要的保温保压时间。时间长，电畴转向排列充分，并有利于极化过程中应力的弛豫。

4.极化原则：综合考虑，确定极化条件应该以兼顾充分发挥压电性能，提高成品率和节省时间为原则。对不同成分的材料，应在极化工艺原理指导下，通过实验，优化出最佳极化条件。

压电材料的性质是受到压力作用时会在两端面间出现电压。压电效应的特点是具有压电性的晶体对称性较低，当受到外力作用发生形变时，晶胞中正负离子的相对位移使正负电荷中心不再重合，导致晶体发生宏观极化，而晶体表面电荷面密度等于极化强度在表面法向上的投影，所以压电材料受压力作用形变时两端面会出现异号电荷。

反之，压电材料在电场中发生极化时，会因电荷中心的位移导致材料变形。

利用压电材料的这些特性可实现机械振动和交流电的互相转换。

压电常数与厚度没有关系，压电常数与机械边界条件、电学条件有关，或者说与应力T、应变S以及电场强度E、电位移D有关。 压电常数(Piezoelectric Constant)是压电体把机械能转变为电能或把电能转变为机械能的转换系数。它反映压电材料弹性（机械）性能与介电性能之间的耦合关系。

选择不同的自变量（或者说测量时选用不同的边界条件），可以得到四组压电常数d、g、e、h，其中较常用的是压电常数d。

压电效应的本质就是晶体在产生形变的过程中同时附有电荷的转移（反之亦然）。电压并非由施加的外力引起，而是由形变产生的。

形变产生的短时间内才会产生电压，之后如果保持变化的形态就会在产生的电场的作用下逐步恢复到电荷平衡状态。这之间所能产生的总的电能，也就是产生形变的做功。

压电效应的本质就是晶体在产生形变的过程中同时附有电荷的转移（反之亦然）。

电压并非由施加的外力引起，而是由形变产生的。

剩下的就好理解了，形变产生的短时间内才会产生电压，之后如果保持变化的形态就会在产生的电场的作用下逐步恢复到电荷平衡状态。这之间所能产生的总的电能，也就是产生形变的做功。

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