什么是压电(Piezoelectricity)？

压电是当某些晶体弯曲或变形时产生的一种电能形式。当小电流流过这些晶体时，也可以使这些晶体轻微弯曲，鼓励在需要高度机械控制的仪器中使用它们。这被称为逆压电。例如，扫描隧道显微镜（STM）使用压电晶体来"扫描"材料表面并生成非常详细的图像。压电性与热释电性有关，其中通过加热或冷却晶体产生电流。超声波设备使用压电晶体。压电性的性质由晶体中的原子和晶体形成的特殊方式决定。最早用来证明压电性的物质有黄玉、石英、电气石和蔗糖。今天，我们知道许多压电晶体，有些甚至可以在人的骨骼中发现。某些陶瓷和聚合物也显示出这种效果。压电晶体由多个互锁的带正负电荷的畴组成。这些畴在晶体内对称，使晶体整体电中性如果把它放在水晶上，它的对称性会稍微被打破，产生电压。即使是一个很小的压电晶体也可以产生数千个电压。压电被用于传感器、执行器、电机、时钟、打火机和传感器。石英钟使用压电，就像任何没有火石的打火机一样。医学超声波设备利用压电晶体产生高频声振动压电在一些发动机中被用来产生点燃气体的火花。扩音器利用压电把输入的电转换成声音。压电晶体被用于许多高性能的设备中，在纳米尺度上施加微小的机械位移。即使压电晶体从不变形当电流通过时，其变形力超过几纳米，变形后的力非常高，达到兆牛顿量级。这种变形力用于力学实验，并用于校准比压电晶体本身重很多倍的光学元件。