壓電常數

術語簡介

壓電常數表征壓電體在壓力下產生極化強弱（電壓大小）的常數。某些電介質在壓力作用下發生極化而在兩端表面出現電位差的性質稱為壓電性。具有壓電性的物體稱為壓電體。

一般壓電體具有逆壓電效應，即在外電場作用下壓電體會產生形變。目前套用最廣的是鋯鈦酸鉛二元系壓電陶瓷，簡稱為 PZT，其壓電常數分量d₃₃可達5×10C/N。

壓電常數（Piezoelectric Constant）是壓電體把機械能轉變為電能或把電能轉變為機械能的轉換係數。它反映壓電材料彈性（機械）性能與介電性能之間的耦合關係。

選擇不同的自變數（或者說測量時選用不同的邊界條件），可以得到四組壓電常數d、g、e、h，其中較常用的是壓電常數d。

其中壓電常數d33是表征壓電材料性能的最常用的重要參數之一，一般陶瓷的壓電常數越高，壓電性能越好。下標中的第一個數字指的是電場方向，第二個數字指的是應力或應變的方向，“33”表示極化方向與測量時的施力方向相同。
壓電常數不僅與應力T_I、應變S_I有關，而且與電場強度E_i、電位移D_i也有關。

壓電常數可以從不同的角度來表述，其形式有四種，即d_iJ、e_iJ、g_iJ和_hiJ，其中i=1，2，3；J=1，2，3，4，5，6。

當壓電體處於恆定應力作用時，由於電場強度變化所產生的應變變化與電場強度變化之比；或在恆定電場作用時，由於應力變化所產生的電位移變化與應力變化之比，稱為壓電應變常數d_iJ，其表示式為

其單位為C/N或m/V。

當壓電體受恆定應變作用時，由於電場強度變化所產生的應力變化與電場強度變化之比; 或受恆定電場作用時，由於應變變化所產生的電位移變化與應變變化之比，稱為壓電應力常數，其表示式為

其單位為N/Vm或C/m^2。

當壓電體受恆定電位移作用時，由於應力變化所產生的電場強度變化與應力變化之比；或受恆定應力作用時，由於電位移變化所產生的應變變化與電位移變化之比，稱為壓電電壓常數，其表示式為

其單位為Vm/N或m^2/C。

當壓電體受恆定應變作用時，由於電位移變化所產生的應力變化與電位移變化之比;或受恆定電位移作用時，由於應變變化所產生的電場強度變化與應變變化之比，稱為壓電勁度常數，其表示式為

其單位為V/m或N/C。

近年來,常採用壓電陶瓷作為精密微調機構的傳動源。它在飛彈、雷射頻率調諧等方面都有廣泛的套用。

目前用在雷射器上的壓電陶瓷有國盤、園筒、園盤疊堆和園形彎板等幾種。無論採用哪一種形式的壓電陶瓷，器件工作者最關心的是壓電常數，位移線性度和位移平行度。

由於壓電陶瓷的製造工藝複雜，質量很難嚴格控制，即使採用相同配方，相同工藝的產品，也很難保證這些參數完全相同，又由於老化等不穩定因素，因此，在使用前必須逐個挑選測量。