簡介
介電應變是指電介質在電場作用下,由於電致伸縮效應或逆壓電效應(對壓電體而言)產生應變的現象 。
不同材料產生的現象
作為彈性介質,在外力作用下也會產生應變,但作為電介質材料,介電應變主要是指電場作用下的應變現象。
原理
壓電體在電場E的作用下,產生與電場成正比的應變S=dE,d稱為壓電應變常數。壓電體的d常數為幾十至幾百×10m/V。應變的符號(伸或縮)隨外加交變電場的符號(正或負)而改變。當外加的交變電場頻率與壓電體的固有頻率一致時,壓電體產生諧振,應變值最大。任何電介質(包括壓電體)在電場作用下都會產生應變,即電致伸縮效應。這種應變S與電場的平方成正比。因此,它與逆壓電效應不同,應變不隨外電場的反向而異號。作為電介質材料,壓電體當然也存在電致伸縮效應,只不過是這種電致伸縮效應比逆壓電效應小很多罷了。但一系列弛豫型鐵電陶瓷,存在著大的電致伸縮效應,因而發展了一批電致伸縮陶瓷,它們不是基於壓電效應,而是基於電致伸縮效應 。
相關概念
介電應力dielectric stress電介質在電場作用下,由於帶電質點之間的庫侖力、電致伸縮效應或誘導極化產生應變等原因所引起的應力現象。有些脆性材料(如陶瓷)在遠低於擊穿強度時,在電場造成的機械應力作用下,介質也可能破壞。對於壓電體,在外電場作用下,通過逆壓電效應產生應變及應力,應力的大小與壓電效應的強弱,外電場及邊界條件有關。
套用
利用介電應變所產生的位移,可以製成各種不同精度、不同位移量的微位移計,在自動控制、精密機械、光學儀器和天文望遠鏡等方面得到廣泛套用 。