压电电动机是利用
压电材料在施加
电场后形状改变的原理而制成的
电动机。有的压电电动机利用了
逆压电效应,即材料为了线性或转动运动而发生声学的或者超声的振动。在另一种机制里,单板的延伸被用来产生一系列的伸展和定位,就像
毛毛虫的前进机制一样。
压电电动机是利用
压电材料在施加
电场后形状改变的原理而制成的
电动机。有的压电电动机利用了
逆压电效应,即材料为了线性或转动运动而发生声学的或者超声的振动。在另一种机制里,单板的延伸被用来产生一系列的伸展和定位,就像
毛毛虫的前进机制一样。
压电效应(英语:Piezoelectricity),是
电介质材料中一种
机械能与
电能互换的现象。压电效应有两种,正压电效应及逆压电效应。压电效应在声音的产生和侦测,高电压的生成,电频生成,
微量天平(英语:microbalance),和光学器件的超细聚焦有着重要的运用。
1880年
皮埃尔·居里和雅克·居里兄弟发现
电气石具有压电效应。1881年,他们通过实验验证了逆压电效应,并得出了正逆压电常数。1910年,
德国物理学家沃德马·沃伊特发表著作《晶体物理学教科书》(Lehrbuch der Kristallphysik,Textbook on Crystal Physics)。这本书描述了20种能够产生压电效应的自然
晶体,并且用
张量分析来严格定义压电常数。
压电材料会有压电效应是因
晶格内
原子间特殊排列方式,使得材料有
应力场与
电场耦合的效应。根据材料的种类,压电材料可以分成压电单晶体、压电多晶体(
压电陶瓷)、压电聚合物和
压电复合材料四种。根据具体的材料形态,则可以分为压电体材料和压电薄膜两大类。
陶瓷的压电性质最早是在钛酸钡上发现的,但是由于纯的
钛酸钡陶瓷烧结难度较大,且
居里点(120℃左右)、室温附近(5℃左右)有
相变发生,即使改变其掺杂特性,其压电性仍然不高。1950年左右发明的锆钛酸铅(简称:PZT)则是迄今为止使用最多的压电陶瓷。
早在1940年,
苏联就曾发现木材具有压电性。之后又相继在
苎麻、
丝竹、动物骨骼、皮肤、血管等组织中发现了压电性。1960年发现了人工合成的
高分子聚合物的压电性。1969年发现电极化后的
聚偏二氟乙烯具有较强的压电性。具有较强压电性的材料包括
PVDF及其共聚物、
聚氟乙烯、
聚氯乙烯、聚-γ-甲基-L-谷氨酸酯和
尼龙-11等。
压电复合材料是由两种或多种材料复合而成的压电材料。常见的压电复合材料为压电陶瓷和聚合物(例如聚偏氟乙烯活环氧树脂)的两相复合材料。这种复合材料兼具压电陶瓷和聚合物的长处,具有很好的柔韧性和加工性能,并具有较低的密度、容易和空气、水、生物组织实现声阻抗匹配。此外,压电复合材料还具有压电常数高的特点。压电复合材料在医疗、传感、测量等领域有着广泛的应用。