在非晶方性晶體中,施一外力使晶體變形,則由于晶格中電荷的移動造成晶體內(nèi)局部性不均勻電荷分布,而產(chǎn)生一電位移。電荷的位移是由于晶體內(nèi)部所有離子的移動,或者因為原子軌道上電子分布的變形而引起離子偏極化所造成,這些電荷位移現(xiàn)象在所有材料中都存在,可是要具有壓電效應,則必須能在材料每單位體積中造成有效地凈的電雙極矩變化。是否能有這種變化,端視晶格結構之對稱性而定。壓電現(xiàn)象理論**早是李普曼(Lippmann)在研究熱力學原理時就已發(fā)現(xiàn),后來在同一年,居里兄弟做實驗證明了這個理論,且建立了壓電性與晶體結構的關系。1894年,??颂兀╓.Voigt)更嚴謹?shù)囟ǔ鼍w結構與壓電性的關系,他發(fā)現(xiàn)32種晶類(class)可能具有壓電效應(32類中不具有對稱中心的有21種,其中一種壓電常數(shù)為零,其余20種都具有壓電效應)。日本PRIME TECH 從PMM 150FU到PMM 4G,再到新一代的PMM 6。美國Piezo壓電DNA注射
壓電材料會有壓電效應是因晶格內(nèi)原子間特殊排列方式,使得材料有應力場與電場耦合的效應。根據(jù)材料的種類,壓電材料可以分成壓電單晶體、壓電多晶體(壓電陶瓷)、壓電聚合物和壓電復合材料四種。根據(jù)具體的材料形態(tài),則可以分為壓電體材料和壓電薄膜兩大類。聚合物早在1940年,蘇聯(lián)就曾發(fā)現(xiàn)木材具有壓電性。之后又相繼在苧麻、絲竹、動物骨骼、皮膚、血管等組織中發(fā)現(xiàn)了壓電性。1960年發(fā)現(xiàn)了人工合成的高分子聚合物的壓電性。1969年發(fā)現(xiàn)電極化后的聚偏二氟乙烯具有較強的壓電性。具有較強壓電性的材料包括PVDF及其共聚物、聚氟乙烯、聚氯乙烯、聚-γ-甲基-L-谷氨酸酯和尼龍-11等。復合材料壓電復合材料是有兩種或多種材料復合而成的壓電材料。常見的壓電復合材料為壓電陶瓷和聚合物(例如聚偏氟乙烯活環(huán)氧樹脂)的兩相復合材料。這種復合材料兼具壓電陶瓷和聚合物的長處,具有很好的柔韌性和加工性能,并具有較低的密度、容易和空氣、水、生物組織實現(xiàn)聲阻抗匹配。此外,壓電復合材料還具有壓電常數(shù)高的特點。壓電復合材料在醫(yī)療、傳感、測量等領域有著廣泛的應用。昆明PMM 壓電胚胎干細胞壓電顯微操作儀PMM 6可用于牛卵母細胞和胚胎的ICSI等實驗。
***次大戰(zhàn)后不久,石英換能器便發(fā)展出兩項重要的應用。首先,哈佛大學的皮爾士教授(G.W.Pierce)用石英晶體制作超聲波干涉儀,由石英所發(fā)生的超聲波和圖中聲波反射器所反射的回波混合,產(chǎn)生極大值,若微調(diào)反射板使前進或后退,則可獲得另一極大值,由兩極大值間的距離,亦即反射板在兩相鄰極大值間所移動的距離,可測出聲波波長。因為已知頻率,因此由頻率與波長的乘積,可定出波在氣體介質(zhì)中的速度。同時,由幾個極大值間的振幅降低率,可求出波在氣體中的表減系數(shù)。當時用它來測量聲波在二氧化碳中波速對頻率的關系,而求出波速的色散關系。用這種方法,可研究氣體在不同混合比與溫度下聲波的波速與衰減率。
壓電驅(qū)動器壓電驅(qū)動器利用逆壓電效應,將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能或機械運動,聚合物驅(qū)動器主要以聚合物雙晶片作為基礎,包括利用橫向效應和縱向效應兩種方式,基于聚合物雙晶片開展的驅(qū)動器應用研究包括顯示器件控制、微位移產(chǎn)生系統(tǒng)等。要使這些創(chuàng)造性設想獲得實際應用,還需要進行大量研究。電子束輻照P(VDF-TrFE)共聚合物使該材料具備了產(chǎn)生大伸縮應變的能力,從而為研制新型聚合物驅(qū)動器創(chuàng)造了有利條件。在潛在**應用前景的推動下,利用輻照改性共聚物制備全高分子材料水聲發(fā)射裝置的研究,在美國軍方的大力支持下正在系統(tǒng)地進行之中。除此之外,利用輻照改性共聚物的優(yōu)異特性,研究開發(fā)其在醫(yī)學超聲、減振降噪等領域應用,還需要進行大量的探索。PMM加載于顯微操作設備的注射端,兼容性強,安裝簡便。
06年是居里兄弟皮爾(P·Curie)與杰克斯(J·Curie)發(fā)現(xiàn)壓電效應(piezo electric effect,注一)的一百二十六周年。1880年前在杰克斯的實驗室發(fā)現(xiàn)了壓電性。起先,皮爾致力于焦電現(xiàn)象(pyroelectriceffect,注二)與晶體對稱性關系的研究,后來兄弟倆卻發(fā)現(xiàn),在某一類晶體中施以壓力會有電性產(chǎn)生。他們又系統(tǒng)的研究了施壓方向與電場強度間的關系,及預測某類晶體具有壓電效應。經(jīng)他們實驗而發(fā)現(xiàn),具有壓電性的材料有:閃鋅礦(zincblende)、鈉氯酸鹽(sodiumchlorate)、電氣石(tourmaline)、石英(quartz)、酒石酸(tartaricacid)、蔗糖(canesuger)、方硼石(boracite)、異極礦(calamine)、黃晶(topaz)及若歇爾鹽(Rochellesalt)。這些晶體都具有各向異性(anisotropic)結構,各向同性(isotropic)材料是不會產(chǎn)生壓電性的。壓電輔助ICSI于1995年被描述,可用于標準ICSI失敗的動物(如小鼠)的輔助受孕。昆明PMM 壓電胚胎干細胞
壓電破膜顯微操作儀利用壓電元件產(chǎn)生的驅(qū)動力,可以良好的穿刺各類樣品:如小鼠、豬、牛的卵母細胞和胚胎。美國Piezo壓電DNA注射
壓電效應可分為正壓電效應和逆壓電效應。
正壓電壓電效應是指:當晶體受到某固定方向外力的作用時,內(nèi)部就產(chǎn)生電極化現(xiàn)象,同時在某兩個表面上產(chǎn)生符號相反的電荷;當外力撤去后,晶體又恢復到不帶電的狀態(tài);當外力作用方向改變時,電荷的極性也隨之改變;晶體受力所產(chǎn)生的電荷量與外力的大小成正比。壓電式傳感器大多是利用正壓電效應制成的。
逆壓電是指對晶體施加交變電場引起晶體機械變形的現(xiàn)象。用逆壓電效應制造的變送器可用于電聲和超聲工程。壓電敏感元件的受力變形有厚度變形型、長度變形型、體積變形型、厚度切變型、平面切變型5種基本形式。壓電晶體是各向異性的,并非所有晶體都能在這5種狀態(tài)下產(chǎn)生壓電效應。例如石英晶體就沒有體積變形壓電效應,但具有良好的厚度變形和長度變形壓電效應。 美國Piezo壓電DNA注射