Использование пьезоэффекта в технике
Прямой пьезоэффект используется:
в пьезозажигалках, для получения высокого напряжения на разряднике до искрового пробоя воздуха;
в датчиках в качестве чувствительного к силе элемента (чем больше сила, тем выше напряжение на контактах), например, в силоизмерительных датчиках и датчиках давления жидкостей и газов;
в качестве чувствительного элемента в микрофонах, гидрофонах, приемных элементов сонаров;
в контактном пьезоэлектрическом взрывателе (например к выстрелам РПГ-7).
Обратный пьезоэлектрический эффект используется:
в пьезоизлучателях звука в воздух (эффективны на высоких частотах и имеют небольшие габариты, такие например устанавливаются в музыкальные открытки, различные оповещатели, применяемые в массе бытовых устройств, от наручных часов, до разной кухонной технике), ультразвуковых излучателях;
в излучателях гидролокаторов (сонарах);
в системах сверхточного позиционирования, например в системе позиционирования иглы в сканирующем туннельном микроскопе или позиционер перемещения головки жёсткого диска[2];
для подачи чернил в струйных принтерах, печатающих на сольвентных чернилах и чернилах с ультрафиолетовым отверждением;
в пьезоэлектрических двигателях;
в адаптивной оптике, для изгиба отражающей поверхности деформируемого зеркала.
Прямой и обратный эффект одновременно используются:
в кварцевых резонаторах, используемых как эталон частоты;
в пьезотрансформаторах для изменения напряжения высокой частоты.
Электростри́кция — эффект изменения линейных размеров вещества при приложении к нему электрического поля. Наблюдается абсолютно во всех веществах (в отличие отпьезоэффекта, который существует лишь в кристаллах с определённой симметрией).
Связь между деформацией и электрическим полем является квадратичной. Линейная связь между деформацией и электрическим полем наблюдается в пьезоэлектриках.
Наиболее высокие значения электрострикции наблюдаются в веществах, получивших название сегнетоэлектрические релаксоры.
Формально,
электрострикционный коэффициент —
это тензор четвёртого
ранга (
),
зависящий от механического
напряжения (тензор
второго ранга 
)
и поляризации (тензоры первого ранга 
, 
).
14 Электреты и их применение.
Электре́т — диэлектрик, длительное время сохраняющий поляризованное состояние после снятия внешнего воздействия, которое привело к поляризации (или заряжению) этого диэлектрика, и создающий в окружающем пространстве квазипостоянное электрическое поле.
Большое количество используемых материалов, методов внешнего воздействия, технологических приемов для создания поляризованного состояния в диэлектриках обуславливают многообразие проявления электретного эффекта в них.
Современные представления об электретном эффекте основаны на двух типах зарядов в диэлектриках — гетеро- и гомозаряде. Гетерозаряд обусловлен электрической поляризацией в объёме диэлектриков вследствие ориентации диполей, ионной (или электронной) поляризации, а также смещением пространственного заряда. В этом случае отрицательный заряд электрета сосредотачивается у анода, положительный у катода, и возникающее электрическое поле противоположно по направлению полю поляризации.
Гомозаряд обусловлен инжекцией из электродов в диэлектрик носителей зарядов и локализацией их на центрах захвата или рекомбинацииэлектронов и дырок (энергетических ловушках) различной природы. В этом случае у катода располагается связанный отрицательный, а у анода — связанный положительный заряд, и результирующее образующееся поле имеет то же направление, что и поляризующее. Вышеупомянутые ловушки представляют собой энергетические уровни захвата инжектированных носителей заряда в запрещенной зоне диэлектрика или полупроводника.
Существует несколько способов изготовления электретов. Большинство из них основано на том, что диэлектрик помещают в электрическое поле и подвергают дополнительному физическому воздействию, которое уменьшает время релаксации диполей либо ускоряет процесс миграции заряженных частиц. В зависимости от вида физического воздействия различают термо-, электро-, фото-, магнито-, радиоэлектреты и др. Электретное состояние может возникать и без приложения к диэлектрику внешнего электрического поля, например, от механической деформации (механоэлектреты), при заряжении диэлектрика в поле коронного разряда (короноэлектреты), при нагревании полимеров в контакте с электродами из разнородных металлов (металлополимерные электреты), при электризации трением (трибоэлектреты), под воздействием плазмы тлеющего разряда. Электретный эффект присущ сегнетоэлектрикам (сегнетоэлектреты), тканям живого организма (биоэлектреты). При фиксировании ориентированных в электрическом поле диполей и смещенных ионов химическим путем, например, вулканизацией, получают хемоэлектреты.
Важнейшей характеристикой электретов, определяемой экспериментально, является эффективная поверхностная плотность зарядов (σэф, Кл/м2), равная разности между гомо- и гетерозарядами. Другим параметром, характеризующим свойства электретов, является время релаксации зарядов τр (время уменьшения заряда в e раз). Временем жизни электрета τжназывается промежуток времени, в течение которого материал сохраняет электретные характеристики. У различных полимеров τж составляет 3 — 10 лет.