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| 新型壓電材料的電致伸縮效應(yīng)約為原來的40倍 |
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| 2004-6-14 中國科普網(wǎng) |
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日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)（JST）利用不同于壓電元件過去使用的電致伸縮效應(yīng)的原理，發(fā)現(xiàn)了電致伸縮效應(yīng)約為原來40倍的壓電元件材料，并且對電致伸縮效應(yīng)進(jìn)行了測定。此次已經(jīng)檢測的材料是作為點(diǎn)缺陷（Point Defect）而含有微量的鐵或鈣的鈦酸鋇（BaTiO3）。由于該材料不含壓電元件使用的鋯鈦酸鉛（PZT）所含有的鉛元素，因此也可用作無鉛材料。
過去的壓電元件材料PZT，使用整個(gè)結(jié)晶結(jié)構(gòu)因壓電材料離子在電場中微動(dòng)而進(jìn)行微小伸縮的效應(yīng)，來產(chǎn)生電致伸縮效應(yīng)。此次開發(fā)的材料，晶格（Crystal Grating）中偏振方向（Polarization Direction）不同的區(qū)域（Domain）會(huì)變形。PZT在100V/mm的電場中最大變形率為0.01%，而鈦酸鋇在200V/mm的電場中則將變形率提高到了0.75%。理論上講，最大可提高到1-5%。
另外，這種域變換的電致伸縮效應(yīng)是一種不可逆過程，停止施加電場后不能恢復(fù)原狀。而此次開發(fā)的材料可產(chǎn)生可逆變形。利用了“點(diǎn)缺陷納米有序的對象性”現(xiàn)象，同時(shí)還利用了點(diǎn)缺陷對稱性及其周圍域結(jié)晶對稱性在施加電場時(shí)的差異。
JST表示，利用這種巨大的壓電效應(yīng)，有望形成一個(gè)與傳感器和激勵(lì)器等電――機(jī)械能轉(zhuǎn)換相關(guān)的全新應(yīng)用領(lǐng)域。
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