电介质与铁电体
电致伸缩
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把任意一种绝缘材料放进强电场里,它不只会极化——还会非常轻微地改变形状。当电场把正负电荷往相反方向拽、分子纷纷排齐时,材料便挤压或拉伸了那么一丁点。这种在电场下隐隐发生的、每一种电介质都有的形变,就是电致伸缩。
和压电效应不同(压电只有某些一头偏的晶体才有),电致伸缩是普遍的——每一种电介质都会,因为把电荷拉开总会让原子之间的间距稍稍重排。形状的改变正比于电场的平方,这带来一个意味深长的后果:把电场的方向反过来,形变并不会跟着反过来。无论你把电场往哪一边推,材料都朝同一个方向应变。
这之所以重要,是因为电致伸缩材料能做出精密而安静的致动器,用在精细定位平台、自适应光学之类的地方。要记住的关键对照是:压电晶体在一个电场方向下伸长、在反方向下收缩,它的运动跟着电场的正负走;而电致伸缩材料无论电场正负,永远朝同一个方向形变。要诚实地补一句:这效应通常极其微小,所以只在强场下、或在专门调过的材料里才真正有意义。
某些电致伸缩陶瓷被用作光学仪器里的超精细致动器:变化的电压让它们膨胀仅仅几十亿分之一米,却足以极其精确地轻推一面镜子。把电压反过来,它们还是朝同样的方式膨胀——这道指纹,正好把电致伸缩和压电效应区分开来。
电致伸缩致动器无论电压朝哪个方向,都朝同样的方式形变。
电致伸缩在每一种电介质中都会发生,且对电场是偶的——反转电场,形变不变;而压电效应只在非对称晶体中发生,并随电场反转。
又称
另见