压电效应与压电方程组(一)
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◎压电效应的基本现象
◎石英晶体的压电效应,压电方程组
◎压电常数与对称性
◎压电晶体的切割
◎四类压电方程组,旋转坐标系
◎次级压电效应,压电常数之间的关系
◎机电耦合系数
通俗来说:压电效应是指材料在压力作用下产生电信号的效应;或者在电场作用下,材料发生机械形变的现象。
压电效应有严格的定义,上述说法只是一个简单直观描述。
压电效应由压电方程描写;材料的压电性由压电常数决定。
压电常数也与晶体的对称性密切相关。因此不是从压电晶体上随意切下一块晶片,就能做压电元件,而是要根据该压电晶体的压电常数来设计晶片的切割。
当压电晶体受到外力而发生形变时,在它的某些表面上出现与外力成线性比例电荷积累,这个现象称为压电效应。
压电效应是一种线性响应!
αa—石英晶体的最大特点是:
价格低廉,工艺成熟,性能稳定,频率温度系数低(可以做到频率温度系数接近于零),在通讯技术中有广泛地应用。
图4-1:αa—石英晶体属于六角晶系32点群,它的坐标系o-xyz。
光轴 电轴 机械轴
z轴与天然石英晶体的上、下顶角连线重合(即与晶体的C轴重合)。因为光线沿z轴通过石英晶体时不产生双折射,故称z轴为石英晶体的光轴。
x轴与石英晶体横截面上的对角线重合(即与晶体的a轴重合),因为沿x方向对晶体施加压力时,产生的压电效应最显著,故常称x轴为石英晶体的电轴。
z轴与x轴的方向规定后,y轴方向也就定了,如图4-1 a所示。y轴与石英晶体横截面对边的中点连线重合,常称为机械轴。

