§3.压电元器件及其材料 (业 s31压电效应及压电方程 一、(正)压电效应与逆压电效应 正压电效应: 对某些电介质晶体施加机械应力,晶体两端面表面出现 符号相反的束缚电荷,其电荷密度与外力成正比,这种由 杋械应力的作用而使电介质晶体产生极化并形成晶体表面 电荷的现象,称为(正)压电效应 D=人 dk称为压电应变常数,是一个三阶张量,后两个指标对称。 D =eax 小kjk (2) 称为压电应力常数,也是一个三阶张量,后两个指标对称
§3. 压电元器件及其材料 §3.1 压电效应及压电方程 一.(正)压电效应与逆压电效应 正压电效应： 对某些电介质晶体施加机械应力，晶体两端面表面出现 符号相反的束缚电荷，其电荷密度与外力成正比，这种由 机械应力的作用而使电介质晶体产生极化并形成晶体表面 电荷的现象，称为(正)压电效应． Di=dijkXjk (1) dijk称为压电应变常数， 是一个三阶张量，后两个指标对称。 Di=eijkxjk (2) eijk称为压电应力常数，也是一个三阶张量，后两个指标对称
a6 逆压电效应: 若将具有正压电效应的电介质晶体置于 电场中,电介质晶体将发生形变和产生应 力,晶体的这种因外电场作用而产生形变 和应力的现象称为逆压电效应 x=die (3) X=e da与ea意义同前
逆压电效应： 若将具有正压电效应的电介质晶体置于 电场中，电介质晶体将发生形变和产生应 力，晶体的这种因外电场作用而产生形变 和应力的现象称为逆压电效应． xij=daijEa (3) Xij=eaijEa (4) daij与eaij意义同前
What's Piezoelectric Effect DIRECT PIEZOELECTRIC EFFECT CONVERSE PIEZOELECTRIC EFFECT Igniter Clock Microphone Speaker Pressure sensor Actuator
What’s “Piezoelectric Effect” CONVERSE PIEZOELECTRIC EFFECT Igniter Microphone Pressure Sensor DIRECT PIEZOELECTRIC EFFECT Clock Speaker Actuator
a6 材料的热力学特征函数 环境变量:电场E,应力X,温度T 热力学特征函数: 内能:U Helmholtz自由能:F=U-ST 焓:H=U-Xx-ED 弹性焓:H1=UXx 电性焓:H2=U-ED Gibbs自由能:G=U- ST-XX-ED 弹性Gibs自由能:G1=U-STxx 电性 Gibbs自由能:G2=U-STED
二.材料的热力学特征函数 环境变量：电场E, 应力X, 温度T 热力学特征函数： 内能： U Helmholtz自由能：F=U-ST 焓：H=U-Xx-ED 弹性焓：H1=U-Xx 电性焓：H2=U-ED Gibbs自由能：G=U-ST-Xx-ED 弹性Gibbs自由能：G1=U-ST-Xx 电性Gibbs自由能：G2=U-ST-ED
热力学第一定律 可逆过程中系统内能的增量d∪等于外界对系统做的功dw加 上系统从外界吸收的热量dQ即 dU=dW+dQ=Xdx+EdD+TdS 5 热力学特征函数的微分形式为: Helmholtz自由能:dF=SdT+Xdx+EdD (6) 焓:dH= Tds-xd-Dd 弹性焓:dH1=TdS-xX+EdD (8) 电性焓:dH2= Tds-Xdx-DdE (9) Gibbs自由能:dG=-SdT-xdx-DdE (10) 弹性Gibs自由能:dG1=SdT-xdX-EdD (11) 电性Gbbs自由能:dG2=SdT× dx-DdE (12)
热力学第一定律 可逆过程中系统内能的增量dU等于外界对系统做的功dW加 上系统从外界吸收的热量dQ,即 dU=dW+dQ=Xdx+EdD+TdS (5) 热力学特征函数的微分形式为： Helmholtz自由能：dF=-SdT+Xdx+EdD (6) 焓：dH=TdS-xdX-DdE (7) 弹性焓：dH1=TdS-xdX+EdD (8) 电性焓：dH2=TdS-Xdx-DdE (9) Gibbs自由能：dG=-SdT-xdX-DdE (10) 弹性Gibbs自由能：dG1=-SdT-xdX-EdD (11) 电性Gibbs自由能：dG2=-SdT-Xdx-DdE (12)