什么是壓電(Piezoelectricity)？

壓電是當某些晶體彎曲或變形時產生的一種電能形式。當小電流流過這些晶體時，也可以使這些晶體輕微彎曲，鼓勵在需要高度機械控制的儀器中使用它們。這被稱為逆壓電。例如，掃描隧道顯微鏡（STM）使用壓電晶體來"掃描"材料表...

壓電是當某些晶體彎曲或變形時產生的一種電能形式。當小電流流過這些晶體時，也可以使這些晶體輕微彎曲，鼓勵在需要高度機械控制的儀器中使用它們。這被稱為逆壓電。例如，掃描隧道顯微鏡（STM）使用壓電晶體來"掃描"材料表面并生成非常詳細的圖像。壓電性與熱釋電性有關，其中通過加熱或冷卻晶體產生電流。

超聲波設備使用壓電晶體。壓電性的性質由晶體中的原子和晶體形成的特殊方式決定。最早用來證明壓電性的物質有黃玉、石英、電氣石和蔗糖。今天，我們知道許多壓電晶體，有些甚至可以在人的骨骼中發現。某些陶瓷和聚合物也顯示出這種效果。壓電晶體由多個互鎖的帶正負電荷的疇組成。這些疇在晶體內對稱，使晶體整體電中性如果把它放在水晶上，它的對稱性會稍微被打破，產生電壓。即使是一個很小的壓電晶體也可以產生數千個電壓。壓電被用于傳感器、執行器、電機、時鐘、打火機和傳感器。石英鐘使用壓電，就像任何沒有火石的打火機一樣。醫學超聲波設備利用壓電晶體產生高頻聲振動壓電在一些發動機中被用來產生點燃氣體的火花。擴音器利用壓電把輸入的電轉換成聲音。壓電晶體被用于許多高性能的設備中，在納米尺度上施加微小的機械位移。即使壓電晶體從不變形當電流通過時，其變形力超過幾納米，變形后的力非常高，達到兆牛頓量級。這種變形力用于力學實驗，并用于校準比壓電晶體本身重很多倍的光學元件。

發表于 2020-09-06 20:41
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分類：科學教育

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