压电体，又称压电晶体，是一类十分有趣的晶体，当你对它挤压或拉伸时，它的两端就会产生不同的电荷。这种效应被称为压电效应。能产生压电效应的晶体就叫压电晶体。水晶（α-石英）是一种有名的压电晶体。

压电体（piezoelectric crystal） 压电晶体的简称。一种受到应力作用时，会在某些表面上出现电荷，且电荷密度与应力之间有着线性关系或者反过来应变与电场强度之间有着线性关系的晶体。表征压电体性能的有介电性能（如ε、tgδ、ρv、Eb）以及压电系数，机电耦合系数和机械品质因素Qm等。铁电性材料几乎都具有压电性。这类材料很多，除石英晶体之外还有罗息盐（即酒石酸钾钠）、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、酒石酸乙烯二胺、铌酸锂、钽酸锂、钛酸钡、硫酸三甘钛、钛酸锶、钛酸铅和高分子化合物与复合材料以及氧化锌与氮化铝压电薄膜等。主要用于超声换能器，压电蜂鸣器，计测用压电器件和滤波器，谐振器，延迟线等频控元器件以及压电发电机与压电变压器等。

作用原理

某些离子型晶体的电介质，由于结晶点阵的规则分布，当发生机械变形时，也能产生电极化现象，称为压电现象，这类晶体称为压电体。常见的压电体如石英、酒石酸钾钠、钛酸钡、闪锌矿等。压电现象的逆现象称为电致伸缩，即在晶体带电或在电场中时，晶体的大小将发生伸长或缩短的现象。目前已知的压电体达数干种，除了上面提到的离子型晶体电介质外，在非晶、聚合物等材料，以及金属、导体、半导体、铁磁体和生物体（如骨骼）中都发现了压电性。研究表明，只要材料的微观结构中电荷分布不对称，都会具有压电性。

一般说来，压电现象可用来变机械振动为电振荡，电致伸缩可用来变电振荡为机械振动。例如，在两块平行金属板之间放置石英片，再在金属板上加交变电压，而且使交变电压的频率与石英片的固有频率相等，石英片将发生机械共振，利用压电石英可获得超声波。在无线电技术上，压电石英可制成稳定性很高的高频振荡器，可作为时间的标准（石英钟）及选择性灵敏的滤波器。 [2]

如果按一定方向对水晶晶体上切下的薄片施加压力，那么在此薄片上将会产生电荷。如果按相反方向拉伸这一薄片，在此薄片上也会出现电荷，不过符号相反。挤压或拉伸的力愈大，晶体上的电荷也会愈多。如果在薄片的两端镀上电极，并通以交流电，那么薄片将会作周期性的伸长或缩短，即开始振动。这种逆压电效应在科学技术中已得到了广泛的应用。用水晶可以制作压电石英薄片，其面积不过数平方毫米，厚度则只有零点几毫米。别小看这小小的晶片，它在无线电技术中却发挥着巨大作用。如前所述，在交变电场中，这种薄片的振动频率丝毫不变。这种稳定不变的振动正是无线电技术中控制频率所必须的，你家中的彩色电视机等许多电器设备中都有用压电晶片制作的滤波器，保证了图像和声音的清晰度。你手上戴的石英电子表中有一个核心部件叫石英振子。就是这个关键部件保证了石英表比其他机械表更高的走时准确度。

效应

1.压电效应

电介质极化，都是由外加电场引起的。实验发现有些晶体电介质，由于它们结晶点阵的特殊结构，会产生一种特殊的现象。这就是当它们在外力作用下发生机械形变（伸长或缩短）时，也会产生极化现象，从而在某些相对应的表面上产生异号的极化电荷。例如，石英晶体在1x105N/m压强下，承受压力的两个表面上出现正、负电荷，从而产生约0.5V的电势差。这种因机械形变而产生的电极化现象称为压电效应（piezoelectrice effect）。能够产生压电效应的物体称为压电体（piezoelectrics）。典型的压电晶体有石英（SiO2）、 电气石、酒石酸钾钠（NaKC4H4O6·4H2O）、钛酸钡（BaTiO3）等。此外，在一些非晶体、多晶体、聚合物等材料以及金属、半导体、铁磁体和生物体（如木材、骨骼、血管和血浆延伸成的薄膜等）中也发现具有压电性，目前已知的压电体已有数千种。

2.逆压电效应

压电效应还有逆效应，这就是当对压电体施加电场作用时，晶体会发生机械形变（伸长或收缩），这种现象称为逆压电效应，也称电致伸缩（electostriction）效应。若电极所带电荷与原来晶片受压力时产生的电荷同号，则观察到晶体发生伸张；反之，则发生收缩。如果对压电晶体加一交变电压，它将交替地伸缩，从而引起振动。

压电体的电性质

1.压电体的热释电性质

极性晶体因温度均匀变化而引起自发极化强度改变的物理现象称为热释电效应。具有热释电性质的晶体称为热释电晶体。

晶体具有热释电性质必须具备两个基本条件。其一是结构上无对称中心；其二是具有自发极化。由此可知，热释电晶体是压电晶体的一个亚类。换言之。热释电体必定也是压电体，但压电体未必是热释电体。业已发现，在可能具有压电性的二十种点群中，有热释电性质的晶类只有十类。它们是点群1；2，m，mm2；3，3m，4，4mm；6，6mm。

热释电压电体已用于制造热释电红外器件。

2.压电体的铁电性质

晶体在一定温度范围内存在自发极化、且自发极化方向可随外电场方向反向而反向的物理现象称为晶体的铁电性。具有铁电性的晶体称为铁电体。由此可知，晶体具有铁电性必须具备两个基本条件。其一必定是热释电体；其二是自发极化方向能随外电场反向而反向。可见铁电体必定是热释电体，当然也必然是压电体，而压电体则未必都是铁电体。常用压电材料中，压电陶瓷、铌酸锂晶体都是铁电体，而石英则是不具铁电性的压电晶体。

压电体应用

当铁电体和某些其他晶体发生压缩和伸长等机械形变时，即使没有电场作用也会产生极化现象叫做压电效应，具有压电效应的物体称为压电体，石英、电气石、酒石酸钾钠等都是压电体。

压电体发生机械形变时，使压电体电矩产生变化，表面极化电荷数值也发生改变，压电效应产生的电量或电势差，是正比于压电晶体表面所受的压力的，因此可以利用来测量各种情况下的压力。

压电晶体振荡器

它是将机械振动转变为同频率的电振荡的器件，它由夹在两个电极之间的压电晶片构成，由于压电晶片的机械振动有一个确定的固有频率，所以它对频率非常敏感，石英晶体振荡器是目前应用最多的一种压电晶体振荡器，它广泛应用于通讯和精密电子设备；小型电子计算机，微处理机以及石英钟表内作为时间或频率的标准。

电声换能器

除了压电效应外，还存在逆压电效应。当有外电压加到压电体的某两个面之间时，则晶片将发生形变，晶片的伸长或缩短取央于外电场的方向，这种逆压电现象称为电致伸缩。利用逆压电效应可以把电能转换成声能，因此，可利用压电晶体制成扬声器、耳机、蜂鸣器等，特别重要的是制成超声发生器，目前这种超声波发生器已广泛应用于海洋探测、固体探伤，医疗检查（B超）、清洗、治疗疾病等各方面。

压力传感器

利用石英和压电陶瓷材料就可作成实现热-电转换的热敏传感器（可作温度计）或实现光-电转换的光敏传感器（可作红外探测器）等。

压电高压发生器

输入压电元件的电振动能量由于电致伸缩可以转换成机械振动能，此振动能还可通过正压电效应转换成电能，从而获得高电压输出，这种获得高电压的方法可用来做成引燃装置，如汽车火花室，打火机、炮弹和手榴弹的引爆压电雷管等，还可用来作红外夜视仪和手提X光机中高压电源等。