压电陶瓷的压电效应是怎样的？

压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的信息功能陶瓷材料。压电陶瓷换能器除具有压电性外，还具有介电性、弹性等，已被广泛应用于医学成像、声传感器、声换能器、超声马达等。

压电陶瓷利用其材料在机械应力作用下，引起内部正负电荷中心相对位移而发生极化，导致材料两端表面，出现符号相反的束缚电荷即压电效应而制作，具有敏感的特性，压电陶瓷主要用于制造超声换能器、电声换能器、陶瓷滤波器、陶瓷变压器、高压发生器、红外探测器、声表面波器件、电光器件、引燃引爆装置和压电陀螺等。

压电陶瓷是一类具有压电特性的电子陶瓷材料，与典型的不包含铁电成分的压电石英晶体的主要区别是：构成其主要成分的晶相，都是具有铁电性的晶粒。由于陶瓷是晶粒随机取向的多晶聚集体，因此其中各个铁电晶粒的自发极化矢量，也是混乱取向的。

为了使陶瓷能表现出宏观的压电特性，必须在压电陶瓷烧成并于端面被复电极之后，将其置于强直流电场下进行极化处理，以使原来混乱取向的各自发极化矢量沿电场方向择优取向。经过极化处理后的压电陶瓷，在电场取消之后，会保留一定的宏观剩余极化强度，从而使陶瓷具有了一定的压电性质。

压电陶瓷换能器的性能取决于温度。温度的变化将大地改变压电陶瓷的性能，例如静电容量和损耗因子会随着温度的升高而增加，而过高的温度会降低性能和使用寿命。因此温度是影响实验结果的一个非常重要的因素，建议用户在不同应用环境下的实验过程中，考虑温度因素。

温度的升高会导致压电陶瓷的介电常数发生明显的变化，即压电陶瓷的静电容量会发生变化，并且压电陶瓷的静电容量，会从室温到80℃增加约40 %。压电陶瓷的应用温度范围取决于压电陶瓷材料的居里温度，通常使用的堆叠型压电陶瓷PST 150系列居里温度为155℃，推荐的安全使用温度为- 25～80℃。