《无机功能材料》课程教学课件（讲稿）第5章 功能转换材料

第5章功能转换材料

第5章 功能转换材料

主要教学内容 声光 声 光 光电 磁光电光 力 压电 电 热电 热释电 磁 热

主要教学内容 声 光 电 磁 热 力 光电 磁光 压电 声光 电光 热电 热释电

5.1压电材料 5.1.1压电效应 ()压电效应 1880年，法国物理学家P.居里和J.居里兄弟发现， 把重物放在石英晶体上，晶体某些表面会产生电荷，电 荷量与压力成正比

5.1 压电材料 5.1.1 压电效应 (1) 压电效应 1880年，法国物理学家P. 居里和J.居里兄弟发现， 把重物放在石英晶体上，晶体某些表面会产生电荷，电 荷量与压力成正比

正压电效应：外加应力作用于某些电介质晶体使其 发生应变，电介质内的正负电荷中心产生相对位移，并 在某两个相对的表面产生异号束缚电荷，即应力作用使 材料带电的现象。 图5.1石英晶体切片的正压电效应

正压电效应：外加应力作用于某些电介质晶体使其 发生应变，电介质内的正负电荷中心产生相对位移，并 在某两个相对的表面产生异号束缚电荷，即应力作用使 材料带电的现象。 图5.1  石英晶体切片的正压电效应

逆压电效应：对电介质晶体施加外电场，导致正负 电荷重心发生位移，电介质发生变形，即由电场作用使 材料产生形变的现象，也叫电致伸缩效应。 (加交变电场，产生机械振动) 正压电效应和逆压电效应统称为压电效应。具有压 电效应的介质称为压电体。 压电效应使机械能和电能发生转化

逆压电效应：对电介质晶体施加外电场，导致正负 电荷重心发生位移，电介质发生变形，即由电场作用使 材料产生形变的现象，也叫电致伸缩效应。 （加交变电场，产生机械振动） 正压电效应和逆压电效应统称为压电效应。具有压 电效应的介质称为压电体。 压电效应使机械能和电能发生转化

(2)压电效应的机理 电介质具有压电效应的条件是结构不具有对称中心。 (a) (b) 图5.2压电晶体产生压电效应的机理

(2) 压电效应的机理         电介质具有压电效应的条件是结构不具有对称中心。 图5.2  压电晶体产生压电效应的机理

对称中心(C) (1)概念：对称中心是位于晶 体中心的一个假想的点。 (2)操作：对此点的反伸。 如果过此，点作任意直线， 则在此直线上距对称中心 center of symmetry 等距离的两端，必可找到 对应点。 由对称中心联系起来的物和像 (3)表示方法：C

对称中心(C) 由对称中心联系起来的物和像 (1)概念：对称中心是位于晶 体中心的一个假想的点。 (2)操作：对此点的反伸。 如果过此点作任意直线， 则在此直线上距对称中心 等距离的两端，必可找到 对应点。 (3)表示方法：C

具有对称中心的图形，A与 A1、B与B1为对应点 具有对称中心的晶体

具有对称中心的晶体 具有对称中心的图形，A与 A1、B与B1为对应点

七大晶系与对称型 晶族名称 晶系名称 晶体常数特点 对称特点 对称型种类 低级晶族 三斜晶系 ab￥c 1.L1 a*β*y90 无对称面 (无高次轴) 无对称轴 2.C 单斜晶系 ab￥c 0 L2或P 3.L2 4.P 不多于1个 5.L2p© 斜方晶系 ab￥c L2或P 6.317 (正交晶系) a=B-y=90° 7.L22P 多于1个 8.3L23PC 中级晶族 四方晶系 a=b#c 有一个L4 9.L4;10.L44L2,14P© (只有一个高次轴) a=B=y=90 或L4 12.L44P;13144L25P© 14.L4;15.L22P 三方晶系 a=b≠c 有一个L3 16.L3:17.L33L2:18.L33P a=β=90°； y=120° 19.L3℃)20L33L23P© 六方晶系 有一个L6 21.L5;22.L3L23P;23.L6 或L5 24.L66L2;2Lp©26. L66P 2CL66L27P© 高级晶族 等轴晶系 a=b=c 有四个L3 28.3L24L3;293L24L33P© (有多个高次轴) a=βy=90° 30.3L44L36P;31.3L4L6L2 3K3L44L36L29P

七大晶系与对称型